(10分)、“拔火罐”是一种中医疗法,为了探究“火罐”的“吸力”,某人设计了如下图实验。圆柱状气缸(横截面积为S)被固定在铁架台上,轻质活塞通过细线与重物m相连。将一团燃烧的轻质酒精棉球从缸底的开关K处扔到气缸内,酒精棉球熄灭时(设此时缸内温度为t°C)密闭开关K,此时活塞下的细线刚好拉直且拉力为零,而这时活塞距缸底为L.由于气缸传热良好,重物被吸起,最后重物稳定在距地面L/10处。已知环境温度为27°C不变,mg/s与1/6大气压强相当,气缸内的气体可看做理想气体,求t值。
如图所示,一质量为m=×10﹣2kg,带电量为q=10﹣6C的小球(可视为质点),用绝缘细线悬挂在水平向右的匀强电场中的定点O,设电场足够大,静止时悬线向右与竖直方向成30°角.重力加速度g=10m/s2. 则:(1)求电场强度E;(2)若在某时刻将细线突然剪断,设定点O距离地面的竖直高度为H=10m,绳长L=m,求小球的落地时间(小球在运动过程电量保持不变).
如图所示,固定的斜面长度为2L,倾角为θ,上、下端垂直固定有挡板A、B.质量为m的小滑块,与斜面间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,滑块所受的摩擦力大于其重力沿斜面的分力,滑块每次与挡板相碰均无机械能损失.现将滑块由斜面中点P以初速度v0沿斜面向下运动,滑块在整个运动过程与挡板碰撞的总次数为k(k>2),重力加速度为g,试求:(1)滑块第一次到达挡板时的速度大小v;(2)滑块上滑过程的加速度大小a和到达挡板B时的动能Ekb;(3)滑块滑动的总路程s.
如图所示,轻杆的一端用铰链固定在竖直转轴OO′上的O端,另一端固定一小球,轻杆可在竖直平面内自由转动,当转轴以某一角速度匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周转动,此时轻杆与竖直转轴OO′的夹角为37°.已知转轴O端距离水平地面的高度为h,轻杆长度为L,小球的质量为m,重力加速度为g,取sin37°≈0.6,cos37°≈0.8,求:(1)小球做匀速圆周运动的线速度v.(2)若某时刻小球从轻杆上脱落,小球的落地点到转轴的水平距离d.(3)若缓慢增大转轴的转速,求轻杆与转轴的夹角从37°增加到53°的过程中,轻杆对小球所做的功W.
如图所示,轨道ABCD位于同一竖直平面内,AB段是光滑的四分之一的圆弧轨道,BC段是高H=3.2m、倾角θ=45°的斜面,CD段是足够长的水平轨道.一小球从AB轨道的某点由静止开始下滑,并从B点水平飞出,不计空气阻力,取g=10m/s2.(1)若小球从B点飞出后恰好落在C点,求此情形小球在B点的速度大小vB和释放点到B点的高度h0;(2)若释放点到B点的高度h1=1.8m,求小球第一次落到轨道前瞬间速度方向与水平面夹角α的正切值;(3)若释放点到B点的高度h2=0.2m,求小球第一次落到轨道的位置到B点的距离L.
如图所示,质量为m的小球以初速度v0=下落d后,沿竖直平面内的固定轨道ABC运动,AB是半径为d的四分之一粗糙圆弧,BC是半径为的粗糙半圆弧,小球运动到AB圆弧的最低点B时所受弹力大小NB=5mg,且小球恰好能运动到C点,不计空气阻力,重力加速度为g.求:(1)小球在AB圆弧上运动过程中克服摩擦力做的功W1?(2)小球运动到BC圆弧上C点时的速度大小vC;(3)小球在圆弧BC上运动过程中,摩擦力对小球做的功W2.