(9 分)如图所示,将一个绝热的汽缸竖直放在水平桌面上,在汽缸内用一个活塞封闭一定质量的气体.在活塞上面放置一个物体,活塞和物体的总质量为m,活塞的横截面积为S.已知外界的大气压为P0,不计活塞和汽缸之间摩擦.在汽缸内部有一阻值为R的电阻丝,电源的电压为U,在接通电源t时间后,发现活塞缓慢上升h高度.已知重力加速度为g,求①外界对气体做多少功;②在这一过程中气体的内能改变了多少?
如图所示,摩托车做腾跃特技表演,以1.0m/s的初速度沿曲面冲上高0.8m、顶部水平的高台,若摩托车冲上高台的过程中始终以额定功率1.8kW行驶,经过1.2s到达平台顶部,立即关闭油门,离开平台后,恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑.A、B为圆弧两端点,圆弧的最低点B与水平传送带相切,传送带以v1=8m/s的速度匀速运动,传送带长为8.5m,摩托车轮胎与传送带间为滑动摩擦,动摩擦因数为μ=0.4。已知圆弧半径为R=m,AB所对应的圆心角为θ=53o,人和车的总质量为180kg,特技表演的过程中到达传送带之前不计一切阻力(计算中取g=10m/s2,)。求: (1)人和车到达顶部平台时的速度v; (2)从平台飞出到A点,人和车运动的水平距离s; (3) 人和车运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力; (4) 人和车在传送带上的运动时间。
如图所示,两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角θ,导轨间距L,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度为B,方向垂直斜面向上。将甲乙两个电阻相同、质量均为m的相同金属杆如图放置在导轨上,甲金属杆处在磁场的上边界,甲乙相距L。从静止释放两金属杆的同时,在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力F,使甲金属杆始终沿导轨向下做匀加速直线运动,加速度大小为gsinθ,乙金属杆刚进入磁场时作匀速运动。 (1)求金属杆乙刚进入磁场时的速度. (2)自刚释放时开始计时,写出从开始到甲金属杆离开磁场,外力F随时间t的变化关系,并说明F的方向. (3)若从开始释放到乙金属杆离开磁场,乙金属杆中共产生热量Q,试求此过程中外力F对甲做的功.
如图,质量均为m的物体A和B分别与轻弹簧的两端相连,将它们静置在地面上,一质量也为m的小物体C从距物体A高h处由静止开始下落,C与A相碰后立即粘在一起向下运动,以后不再分开。当A与C运动到最高点时,物体B对地面刚好无压力,不计空气阻力,弹簧始终处于弹性限度内,已知重力加速度为g,求: (1)A与C一起向下运动的初速度大小 (2) A与C一起运动的最大加速度大小 (3)弹簧的劲度系数
如图所示为两组平行板金属板,一组竖直放置,一组水平放置,今有一质量 为m的电量为e的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点,经电压U0加速后通 过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间,若电子从两块水 平平行板的正中间射入,且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出,A、B分 别为两块竖直板的中点,求: (1)电子通过B点时的速度大小 (2)右侧平行金属板的长度 (3)电子穿出右侧平行金属板时的动能和速度方向
如图所示的空间分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域,各边界面相互平行,Ⅰ区域存在匀强电场,电场强度E=1.0×104V/m,方向垂直边界面向右.Ⅱ、Ⅲ区域存在匀强磁场,磁场的方向分别为垂直纸面向外和垂直纸面向里,磁感应强度分别为B1=2.0T、B2=4.0T.三个区域宽度分别为d1=5.0m、d2= d3=6.25m,一质量m=1.0×10-8kg、电荷量q=1.6×10-6C的粒子从O点由静止释放,粒子的重力忽略不计.试求: ⑴粒子离开Ⅰ区域时的速度大小v; ⑵粒子在Ⅱ区域内运动的时间t; ⑶粒子离开Ⅲ区域时速度与边界面的夹角α.