一足够高的内壁光滑的导热气缸竖直地浸在盛有冰水混合物(即00C)的水槽中,用不计质量的活塞封闭了一定质量的理想气体,如图所示.开始时,气体的体积为2.0×10-3m3,现缓慢地在活塞上倒上一定量的细沙,活塞静止时气体的体积恰好变为原来的一半,然后将气缸移出水槽,缓慢加热,使气体温度变为137℃(大气压强为1.0×105Pa).(1)求气缸内气体最终的压强和体积;(2)在p-V图上画出整个过程中气缸内气体的状态变化(用箭头在图线上标出状态变化的方向).
一列简谐横波,沿x轴传播,t1 = 0和t2 = 0.25s两个时刻的波形图如图所示,求该波的传播速度的可能值.
设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务,乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱,如图所示.为了安全,返回舱与轨道舱对接时,必须具有相同的速度.已知返回舱返回过程中需克服火星的引力做功,返回舱与人的总质量为m,火星表面的重力加速度为g,火星的半径为R,轨道舱到火星中心的距离为r,不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响,则该宇航员乘坐的返回舱在火星表面开始返回时至少需要具有多少能量才能返回轨道舱?
(14分)如图,光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B点相连接,导轨半径为R,一质量为m的静止木块在A处压缩弹簧,释放后,木块获得一向右的初速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力是其重力的7倍,之后向上运动恰能通过轨道顶点C,不计空气阻力,试求:(1)弹簧对木块所做的功;(2)木块从B到C过程中克服摩擦力做的功;(3)木块离开C点落回水平面所需的时间和落回水平面时的动能。
(8分)某人用100N的力将一质量为50g的小球以10m/s的速度从某一高处竖下向下抛出,经1s小球刚好落地,不考虑空气阻力,选地面为零势能点,g=10m/s2。求:(1)小球刚抛出时的动能和势能各多大?(2)小球着地时的动能和势能各多大?
(4分) 推导动能定理的表达式(要求做图写出必要的过程)