从地面上以初速度v0=20m/s竖直向上抛出一质量为m=2kg的小球,若运动过程中小球受到的空气阻力与其速率成正比关系,小球运动的速率随时间变化规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v1=10m/s,且落地前球已经做匀速运动,重力加速度g=10m/s2。求:(1)小球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功;(2)小球抛出瞬间的加速度大小。
如图所示,一列沿x轴正方向传播的简谐横波,波速大小为0.3 m/s,P点的横坐标为96 cm,从图中状态开始计时,求: (1)经过多长时间,P质点开始振动,振动时方向如何? (2)经过多长时间,P质点第一次到达波峰? (3)以P质点第一次到达波峰开始计时,作出P点的振动图像(至少画出1.5个周期)
一列简谐横波沿x轴正方向传播,t=0时刻的波形如图所示,介质中质点P、Q分别位于x=2 m、x=4 m处.从t=0时刻开始计时,当t=15 s时质点Q刚好第4次到达波峰. (1)求波速. (2)写出质点P做简谐运动的表达式(不要求推导过程).
渔船常利用超声波来探测远处鱼群的方位.已知某超声波频率为1.0×105 Hz,某时刻该超声波在水中传播的波动图像如图所示. (1)从该时刻开始计时,画出x=7.5×10-3 m处质点做简谐运动的振动图像(至少一个周期). (2)现测得超声波信号从渔船到鱼群往返一次所用时间为4 s,求鱼群与渔船间的距离(忽略船和鱼群的运动).
(14分)如图所示,一个光滑的圆弧形槽半径为R,放在水平地面上,圆弧所对的圆心角小于5°.AD的长为x,今有一小球m1以沿AD方向的初速度v从A点开始运动,要使小球m1可以与固定在D点的小球m2相碰撞,那么小球m1的速度v应满足什么条件?
(12分)如图所示,A、B叠放在光滑水平地面上,B与自由长度为L0的轻弹簧相连.当系统振动时,A、B始终无相对滑动,已知mA=3m,mB=m,当振子距平衡位置的位移x=时,系统的加速度为a,求A、B间摩擦力Ff与位移x的函数关系.