如图所示,一轻质弹簧上端悬挂于天花板,下端系一质量为m1=2.0kg的物体A,平衡时物体A距天花板h1=0.60m。在距物体A正上方高为h=0.45m处有一个质量为m2="1." 0kg的物体B,由静止释放B,下落过程某时刻与弹簧下端的物体A碰撞(碰撞时间极短)并立即以相同的速度运动。已知两物体不粘连,且可视为质点。g=l0m/s2。求:(i)碰撞结束瞬间两物体的速度大小;(ii)碰撞结束后两物体一起向下运动,历时0.25s第一次到达最低点。求在该过程中,两物体间的平均作用力。
如图,在足够长的光滑水平面上,物体 A、B、C 位于同一直线上, A位于B、C 之间。 A 的质量为 m , B、C 的质量都为 M ,三者都处于静止状态,现使 A 以某一速度向右运动,求和之间满足什么条件才能使 A 只与 B、C 各发生一次碰撞。设物体间的碰撞都是弹性的。
甲乙两列简谐横波在同一介质中分别沿 x 轴正向和负向传播,波速均为,两列波在时的波形曲线如图所示。求
(i)时,介质中偏离平衡位置位移为16的所有质点的坐标; (ii)从开始,介质中最早出现偏离平衡位置位移为的质点的时间。
如图,一固定的竖直气缸有一大一小两个同轴圆筒组成,两圆筒中各有一个活塞,已知大活塞的质量为 m 1 =2.50kg ,横截面积为 s 1 =80.0cm2 ,小活塞的质量为,横截面积为 s 2 =40cm2 ;两活塞用刚性轻杆连接,间距保持为 l=40.0cm ,气缸外大气压强为 p=1.00×105pa ,温度为 T=303K 。初始时大活塞与大圆筒底部相距 1 2 ,两活塞间封闭气体的温度为 T 1 =495K ,现气缸内气体温度缓慢下降,活塞缓慢下移,忽略两活塞与气缸壁之间的摩擦,重力加速度 g 取 10m/s2 ,求
(1)在大活塞与大圆筒底部接触前的瞬间,缸内封闭气体的温度; (2)缸内封闭的气体与缸外大气达到热平衡时,缸内封闭气体的压强。
如图,一长为10cm的金属棒 ab 用两个完全相同的弹簧水平地悬挂在匀强磁场中;磁场的磁感应强度大小为0.1T,方向垂直于纸面向里;弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘,金属棒通过开关与一电动势为12V的电池相连,电路总电阻为2 Ω 。已知开关断开时两弹簧的伸长量均为0.5cm;闭合开关,系统重新平衡后,两弹簧的伸长量与开关断开时相比均改变了0.3cm,重力加速度大小取 10m/s2 。判断开关闭合后金属棒所受安培力的方向,并求出金属棒的质量。
现代科学仪器常利用电场、磁场控制带电粒子的运动。在真空中存在着如图所示的多层紧密相邻的匀强电场和匀强磁场,电场和磁场的宽度均为d。电场强度为E,方向水平向右;磁感应强度为B,方向垂直纸面向里。电场、磁场的边界互相平行且与电场方向垂直,一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子在第1层电场左侧边界某处由静止释放,粒子始终在电场、磁场中运动,不计粒子重力及运动时的电磁辐射
(1)求粒子在第2层磁场中运动时速度 v 2 的大小与轨迹半径 r 2 ;
(2)粒子从第n层磁场右侧边界穿出时,速度的方向与水平方向的夹角为 θ n ,试求 sin θ n ;
(3)若粒子恰好不能从第n层磁场右侧边界穿出,试问在其他条件不变的情况下,也进入第n层磁场,但比荷较该粒子大的粒子能否穿出该层磁场右侧边界,请简要推理说明之。