(16分)在竖直平面内固定一轨道ABCO, AB段水平放置,长为4 m,BCO段弯曲且光滑,轨道在O点的曲率半径为1.5 m;一质量为1.0 kg、可视作质点的圆环套在轨道上,圆环与轨道AB段间的动摩擦因数为0.5。建立如图所示的直角坐标系,圆环在沿x轴正方向的恒力F作用下,从A(-7,2)点由静止开始运动,到达原点O时撤去恒力F,水平飞出后经过D(6,3)点。重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。求: ⑴圆环到达O点时对轨道的压力;⑵恒力F的大小;⑶圆环在AB段运动的时间。
如图所示的螺线管的匝数n=1500,横截面积S=20cm2,电阻r=1.5Ω,与螺线管串联的外电阻R1=10Ω,R2=3.5Ω.若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图(b)所示的规律变化,计算R1上消耗的电功率.
湖面上一点O上下振动,振幅为0.2 m,以O为圆心形成圆形水波,如图所示,A、B、O三点在一条直线上,OA间距离为4.0 m,OA间距离为2.4 m。某时刻O点处在波峰位置,观察发现2 s后此波峰传到A点,此时O点正通过平衡位置向下运动,OA间还有一个波峰。将水波近似为简谐波。(1)求此水波的传播速度、周期和波长;(2)以O点处在波峰位置为0时刻,某同学根据OB间距离与波长的关系,确定B点在0时刻的振动情况,画出B点的振动图象。
如图所示,是一种折射率n=1.5的棱镜,用于某种光学仪器中,现有一束光线沿MN方向射到棱镜的AB面上,入射角的大小满足sini=0.75,求:(1)光在棱镜中传播的速率;(2)画出此束光线射出棱镜后的方向,要求写出简要的分析过程。(不考虑返回到AB和BC面上的光线)
如图所示,质量为m的木块放在轻弹簧上,与弹簧一起在竖直方向上做简谐运动。当振幅为A时,物体对弹簧最大的压力是物体重力的1.5倍,则:(1)物体对弹簧的最小弹力是多大?(2)要使物体在振动中不离开弹簧,振幅不能超过多大。
如图所示,两根电阻不计,间距为的平行金属导轨,一端接有阻值为R的电阻,导轨上垂直搁置一根质量为m.电阻为r的金属棒,整个装置处于竖直向上磁感强度为B的匀强磁场中.现给金属棒施一冲量,使它以初速向左滑行.设棒与导轨间的动摩擦因数为,金属棒从开始运动到停止的整个过程中,通过电阻R的电量为q.求:(导轨足够长) (1)金属棒沿导轨滑行的距离;(2)在运动的整个过程中消耗的电能.