如图所示,光滑的水平平台中间有一光滑小孔,手握轻绳下端,拉住在平台上做圆周运动的小球.某时刻,小球做圆周运动的半径为a、角速度为ω,然后松手一段时间,当手中的绳子向上滑过h时立刻拉紧,达到稳定后,小球又在平台上做匀速圆周运动.设小球质量为m,平台面积足够大.求: (1)松手之前,轻绳对小球的拉力大小; (2)小球最后做匀速圆周运动的角速度.
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)
一静止原子核发生 α 衰变,生成一 α 粒子及一新核。 α 粒子垂直进入磁感应强度大小为 B 的匀强磁场,其运动轨迹是半径为 R 的圆。已知 α 粒子的质量为 m ,电荷量为 q ;新核的质量为 M ;光在真空中的速度大小为 c 。求衰变前原子核的质量。