如图所示,将直径为2R的半圆形导轨固定在竖直面内的A、B两点,直径AB与竖直方向的夹角为60°。在导轨上套一质量为m的小圆环,原长为2R、劲度系数的弹性轻绳穿过圆环且固定在A、B两点。已知弹性轻绳满足胡克定律,形变量相同时弹性势能也相等,且弹性绳始终在弹性限度内,重力加速度为g,不计一切摩擦。将圆环由A点正下方的C点静止释放,当圆环运动到导轨的最低点D点时,求(1)圆环的速率v;(2)导轨对圆环的作用力F的大小?
某同学欲测直角三棱镜ABC的折射率n.他让光线沿平行于BC边的方向射到三棱镜的侧面AB上,经棱镜AB边和AC边的两次折射和BC边的一次反射后,又从另一侧面AC边上的P点射出. (i)在上面图上画出光路图; (ii)若将射向AB边的光的入射角调整为α=60°,此时的折射角γ=30°,求折射率n的值.
如图所示,一导热性能良好、内壁光滑的气缸开口向上竖直放置,横截面积为S=2×l0 3m2、厚度不计的活塞,与气缸底部之间封闭了一部分气体,此时活塞与气缸底部之间的距离为l1=20cm。大气压强p0=l.0×105Pa。现将气缸倒置在粗糙的水平面上,活塞到气缸底总的距离为l2=30cm,此时活塞仍未接触地面,求活塞的质量m。(重力加速度g=10m/s2)
如图所示,M、N为中心开有小孔的平行板电容器的两极板,相距为d,其右侧有一边长为2a的正三角形区域,区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,在极板M、N之间加上电压U后,M板电势高于N板电势.现有一带正电的粒子,质量为m,电荷量为q,其重力和初速度均忽略不计,粒子从极板M的中央小孔s1处飘入电容器,穿过小孔s2后从距三角形A点a的P处垂直AB方向进入磁场,试求: (1)粒子到达小孔s2时的速度和从小孔s1运动到s2所用的时间; (2)若粒子从P点进入磁场后经时间t从AP间离开磁场,求粒子的运动半径和磁感应强度的大小; (3)若粒子能从AC间离开磁场,磁感应强度应满足什么条件,此时所用最短时间为多少?
如图所示,在高速公路某处安装了有固定雷达测速仪,可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度.若B为测速仪,A为汽车,两者相距740 m,此时刻B发出超声波,同时A由于紧急情况而急刹车,当B接收到反射回来的超声波信号时,A恰好停止,且此时A、B相距660 m,已知声速为340 m/s。 (1)求汽车刹车过程中的加速度; (2)若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km/h~110km/h,则该汽车刹车前的行驶速度是否超速?
如图所示,竖直平面直角坐标系中,一半径为R的绝缘光滑管道位于其中,管道圆心坐标为(0,R),其下端点与x轴相切于坐标原点,其上端点与y轴交于C点,坐标为(0,2R),F为管道的中点。在第二象限内,存在水平向右、范围足够大的匀强电场,场强大小为。在第一象限x≥R,y≥0范围内,有水平向左、范围足够大的匀强电场。x轴上0≤x范围内是水平光滑轨道,左端与管道下端相切。有一质量为m,带电量为+q的小球,在第一象限电场中的A点由静止释放,小球刚好沿AD方向做直线运动,从x轴上D点离开电场,(不计D处能量损失),从管道下端点B进入管道(小球直径略小于管道内径,不计小球的电量损失)。已知A点坐标(2R,R),OD=R,AD与x轴夹角为450,试求: (1)第一象限内电场的电场强度E2的大小? (2)试判断小球能否到达管道上端点C?(通过计算说明) (3)求小球到达管道中点F时,对管道的压力有多大?方向如何?