如图所示,两个截面积都为S的圆柱形容器,右边容器高为H,上端封闭,左边容器上端是一个可以在容器内无摩擦滑动的质量为M的活塞。两容器由装有阀门的极细管道相连,容器、活塞和细管都是绝热的。开始时阀门关闭,左边容器中装有理想气体,平衡时活塞到容器底的距离为H,右边容器内为真空。现将阀门缓慢打开,活塞便缓慢下降,直至系统达到新的平衡,此时理想气体的温度增加为原来的1.4倍,已知外界大气压强为p0,求此过程中气体内能的增加量。
如图所示,一个中空的圆柱体在水平面内绕轴匀速转动,一个质量m=0.2kg的物块(看做质点)紧贴圆柱内壁随圆柱一起转动,但不与圆柱内壁粘连。已知圆柱体内径d=1.0m,物块与内壁的动摩擦因数μ=0.4,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。要使物块与圆柱体保持相对静止,求圆柱体绕中心轴旋转的角速度ω的范围。(g=10 m/s2)
如图所示,在光滑水平长直轨道上,A、B两小球之间有一处于原长的轻质弹簧,弹簧右端与B球连接,左端与A球接触但不粘连,已知,开始时A、B均静止.在A球的左边有一质量为的小球C以初速度v0向右运动,与A球碰撞后粘连在一起,成为一个复合球D,碰撞时间极短.接着逐渐压缩弹簧并使B球运动.经过一段时间后,D球与弹簧分离(弹簧始终处于弹性限度内).(1) 上述过程中,弹簧的最大弹性势能是多少?(2) 当弹簧恢复原长时B球速度是多大?(3) 若开始时在B球右侧某位置固定一块挡板(图中未画出),在D球与弹簧分离前使B球与挡板发生碰撞,并在碰后立即将挡板撤走,设B球与挡板碰撞时间极短,碰后B球速度大小不变,但方向相反.试求出此后弹簧的弹性势能最大值的范围.
如图所示,一质量为m、电荷量为+q、重力不计的带电粒子,从A板的S点由静止开始释放,经A、B加速电场加速后,穿过中间偏转电场,再进人右侧匀强磁场区域.已知AB间的电压为U,MN极板间的电压为2U,MN两板间的距离和板长均为L,磁场垂直纸面向里、磁感应强度为B、有理想边界.求:(1) 带电粒子离幵B板时速度V0的大小;(2) 带电粒子离开偏转电场时速度V的大小与方向;(3) 要使带电粒子最终垂直磁场右边界射出磁场,磁场的宽度d多大?
如图所示,一个可视为质点的物块,质量为m =2kg,从光滑四分之一圆弧轨道顶端由静止滑下,到达底端时恰好进入与圆弧轨道底端相切的水平传送带,传送带由一电动机驱动着匀速向左转动,速度大小为v=3m/s.已知圆弧轨道半径R="0." 8m,皮带轮的半径r ="0." 2m,物块与传送带间的动摩擦因数为.,两皮带轮之间的距离为L =6m,重力加速度g = 1Om/s2.求:(1) 皮带轮转动的角速度多大?(2) 物块滑到圆弧轨道底端时对轨道的作用力;(3) 物块将从传送带的哪一端离开传送带?物块,在传送带上克服摩擦力所做的功为多大?
如图所示PQ、MN为足够长的两平行金属导轨,它们之间连接一个阻值的电阻;导轨间距为,电阻,长约的均匀金属杆水平放置在导轨上,它与导轨的滑动摩擦因数,导轨平面的倾角为在垂直导轨平面方向有匀强磁场,磁感应强度为,今让金属杆AB由静止开始下滑从杆静止开始到杆AB恰好匀速运动的过程中经过杆的电量,求: (1)当AB下滑速度为时加速度的大小 (2)AB下滑的最大速度 (3)从静止开始到AB匀速运动过程R上产生的热量