(9分) 如图所示的玻璃管ABCDE,CD部分水平,其余部分竖直(B端弯曲部分长度可忽略),玻璃管截面半径相比其长度可忽略,CD内有一段水银柱,初始时数据如图,环境温度是300K,大气压是75cmHg。现保持CD水平,将玻璃管A端缓慢竖直向下插入大水银槽中,当水平段水银柱刚好全部进入DE竖直管内时,保持玻璃管静止不动。问:(i)玻璃管A端插入大水银槽中的深度是多少?(即水银面到管口A的竖直距离)?(ii)当管内气体温度缓慢降低到多少K时,DE中的水银柱刚好回到CD水平管中?
(16分)如图所示,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高,质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。⑴求滑块与斜面间的动摩擦因数μ;⑵若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值;⑶若滑块离开C处的速度大小为4m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t。
(15分)如图所示,质量为m的木板静止地放在光滑水平面上,质量为2m、可视为质点的木块以水平速度v0从左端滑上木板,木块与木板间的动摩擦因数为μ,木板足够长。⑴求木块和木板的加速度大小;⑵求木块和木板速度相等所经历的时间及此时木块相对于木板的位移;⑶若木板不是足够长,要使木块不从木板上滑落,求木板的最小长度。
(12分)如图所示,足够长的光滑斜面的倾角为37°,质量分别为mA和mB的A、B两小物体用跨过斜面顶端光滑小滑轮的细绳相连,且mA=3mB。开始时A物体离地高为h=0.5m,物体B恰在斜面底端,从图示位置由静止开始释放A物体,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:⑴A物体刚要着地时的B的速度大小;⑵B物体在斜面上上升的最远距离。
(12分)A、B两小球同时从距地面高为h=15m处的同一点抛出,初速度大小均为v0=10m/s。A球竖直向下抛出,B球水平抛出,空气阻力不计,重力加速度取g=10m/s2。求:⑴A球经多长时间落地?⑵A球落地时,A、B两球间的距离是多少?
(12分)如图所示,小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上,设小球质量m=1kg,斜面倾角θ=30°,细绳与竖直方向夹角α=30°,光滑斜面体的质量M=3kg,置于料糙水平面上(g取10m/s2)。求:⑴细绳对小球拉力的大小;⑵地面对斜面体的摩擦力的大小和方向。