滑板运动是一项惊险刺激的运动,深受青少年的喜爱。如图所示是滑板运动的轨道,AB和CD是一段圆弧形轨道,BC是一段长7 m的水平轨道。一运动员从AB轨道上的P点以6 m/s的速度下滑,经BC轨道后冲上CD轨道,到Q点时速度减为零。已知运动员的质量为50 kg,h="1.4" m,H="1.8" m,不计圆弧轨道上的摩擦。(g="10" m/s2)求:(1)运动员第一次经过B点、C点时的速度各是多少?(2)运动员与BC轨道的动摩擦因数。
某装置用磁场控制带电粒子的运动,工作原理如图所示。装置的长为 L ,上下两个相同的矩形区域内存在匀强磁场,磁感应强度大小均为 B 、方向与纸面垂直且相反,两磁场的间距为 d 。装置右端有一收集板, M,N,P 为板上的三点, M 位于轴线 OO` 上, N,P 分别位于下方磁场的上、下边界上。在纸面内,质量为 m 、电荷量为 -q 的粒子以某一速度从装置左端的中点射入,方向与轴线成30°角,经过上方的磁场区域一次,恰好到达 P 点。改变粒子入射速度的大小,可以控制粒子到达收集板上的位置。不计粒子的重力。 (1)求磁场区域的宽度 h ; (2)欲使粒子到达收集板的位置从 P 点移到 N 点,求粒子入射速度的最小变化量 △v ; (3)欲使粒子到达 M 点,求粒子入射速度大小的可能值。
如图所示,在匀强磁场中有一倾斜的平行金属导轨,导轨间距为 L ,长为 3d ,导轨平面与水平面的夹角为 θ ,在导轨的中部刷有一段长为 d 的薄绝缘涂层。匀强磁场的磁感应强度大小为 B ,方向与导轨平面垂直。质量为 m 的导体棒从导轨的顶端由静止释放,在滑上涂层之前已经做匀速运动,并一直匀速滑到导轨底端。导体棒始终与导轨垂直,且仅与涂层间有摩擦,接在两导轨间的电阻为 R ,其他部分的电阻均不计,重力加速度为 g 。求:
(1)导体棒与涂层间的动摩擦因数 μ ;
(2)导体棒匀速运动的速度大小 v ;
(3)整个运动过程中,电阻产生的焦耳热 Q 。
牛顿的《自然哲学的数学原理》中记载, A 、 B 两个玻璃球相碰,碰撞后的分离速度和它们碰撞前的接近速度之比总是约为 15∶16 。分离速度是指碰撞后 B 对 A 的速度,接近速度是指碰撞前 A 对 B 的速度。若上述过程是质量为2m的玻璃球 A 以速度 v 0 碰撞质量为 m 的静止玻璃球 B ,且为对心碰撞,求碰撞后 A 、 B 的速度大小。
Morpho 蝴蝶的翅膀在阳光的照射下呈现出闪亮耀眼的蓝色光芒,这是因为光照射到翅膀的鳞片上发生了干涉。电子显微镜下鳞片结构的示意图见题1 图。一束光以入射角 i 从 a 点入射,经过折射和反射后从 b 点出射。设鳞片的折射率为 n ,厚度为 d ,两片之间空气层厚度为 h 。取光在空气中的速度为 c ,求光从 a 到 b 所需的时间 t 。
一种海浪发电机的气室如图所示。工作时,活塞随海浪上升或下降,改变气室中空气的压强,从而驱动进气阀门和出气阀门打开或关闭。气室先后经历吸入、压缩和排出空气的过程,推动出气口处的装置发电。气室中的空气可视为理想气体。 (1)下列对理想气体的理解,正确的有。
(2)压缩过程中,两个阀门均关闭。若此过程中,气室中的气体与外界无热量交换,内能增加了3.4×104 J ,则该气体的分子平均动能(选填"增大"、"减小"或"不变"),活塞对该气体所做的功(选填"大于"、"小于"或"等于")3.4×104 J 。 (3)上述过程中,气体刚被压缩时的温度为27℃,体积为0.224 m 3,压强为1个标准大气压。已知1 mol 气体在1个标准大气压、0℃时的体积为22.4 L ,阿伏加德罗常数 N A =6.02×1023 mol -1。计算此时气室中气体的分子数。(计算结果保留一位有效数字)