一细绳跨过悬挂的定滑轮,两端分别系有小球 A 和 B ,如图所示。一实验小组用此装置测量小球 B 运动的加速度。令两小球静止,细绳拉紧,然后释放小球,测得小球 B 释放时的高度 h 0 = 0 . 590 m ,下降一段距离后的高度 h = 0 . 100 m ;由 h 0 下降至 h 所用的时间 T = 0 . 730 s 。由此求得小球 B 加速度的大小为 a = m / s 2 (保留3位有效数字)。从实验室提供的数据得知,小球 A 、 B 的质量分别为 100 . 0 g 和 150 . 0 g ,当地重力加速度大小为 g = 9 . 80 m / s 2 .根据牛顿第二定律计算可得小球 B 加速度的大小为 a ' = m / s 2 (保留3位有效数字)。可以看出, a ' 与 a 有明显差异,除实验中的偶然误差外,写出一条可能产生这一结果的原因: 。
冰球运动员甲的质量为80.0 kg 。当他以5.0 m/s 的速度向前运动时,与另一质量为100 kg 、速度为3.0 m/s 的迎面而来的运动员乙相撞。碰后甲恰好静止。假设碰撞时间极短,求: (1)碰后乙的速度的大小;
(2)碰撞中总机械能的损失。
如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验。若砝码和纸板的质量分别为 m 1 和 m 2 ,各接触面间的动摩擦因数均为 μ 。重力加速度为 g 。
(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力大小;
(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;
(3)本实验中, m 1 =0.5kg , m 2 =0.1kg , μ=0.2 ,砝码与纸板左端的距离 d=0.1m ,取 g=10m/s2 。若砝码移动的距离超过 l=0.002m ,人眼就能感知,为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?
如图所示,一定质量的理想气体从状态 A 依次经过状态 B 、 C 和 D 后再回到状态 A 。其中, A®B 和 C®D 为等温过程, B®C 和 D®A 为绝热过程(气体与外界无热量交换)。这就是著名的"卡诺循环"。
(1)该循环过程中,下列说法正确的是. A. A®B 过程中,外界对气体做功 B. B®C 过程中,气体分子的平均动能增大 C. C®D 过程中,单位时间内碰撞单位面积器壁的分子数增多 D. D®A 过程中,气体分子的速率分布曲线不发生变化 (2)该循环过程中,内能减小的过程是(选填" A®B "、" B®C "、" C®D "或" D®A "). 若气体在 A®B 过程中吸收 63kJ 的热量,在 C®D 过程中放出 38kJ 的热量,则气体完成一次循环对外做的功为 kJ .
(3)若该循环过程中的气体为 1mol ,气体在 A 状态时的体积为 10L ,在 B 状态时压强为 A 状态时的 2 3 。求气体在 B 状态时单位体积内的分子数。(已知阿伏加德罗常数 N A =6.0×1023mol - 1 ,计算结果保留一位有效数字)
对于同一物理问题,常常可以从宏观与微观两个不同角度进行研究,找出其内在联系,从而更加深刻地理解其物理本质。 (1)一段横截面积为 S 、长为 l 的直导线,单位体积内有 n 个自由电子,电子电荷量为 e 。该导线通有电流时,假设自由电子定向移动的速率均为 v 。 (a)求导线中的电流 I ;
(b)将该导线放在匀强磁场中,电流方向垂直于磁感应强度 B ,导线所受安培力大小为 F 安 ,导线内自由电子所受洛伦兹力大小的总和为 F ,推导 F 安 =F 。
(2)正方体密闭容器中有大量运动粒子,每个粒子质量为 m ,单位体积内粒子数量 n 为恒量。为简化问题,我们假定:粒子大小可以忽略;其速率均为 v ,且与器壁各面碰撞的机会均等;与器壁碰撞前后瞬间,粒子速度方向都与器壁垂直,且速率不变。利用所学力学知识,导出器壁单位面积所受粒子压力 F 与 m 、 n 和 v 的关系。
(注意:解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量,要在解题时做必要的说明)
如图,质量为M的足够长金属导轨 abcd 放在光滑的绝缘水平面上。一电阻不计,质量为 m 的导体棒 PQ 放置在导轨上,始终与导轨接触良好, PQbc 构成矩形。棒与导轨间动摩擦因数为 μ ,棒左侧有两个固定于水平面的立柱。导轨 bc 段长为 L ,开始时 PQ 左侧导轨的总电阻为 R ,右侧导轨单位长度的电阻为 R 0 。以 ef 为界,其左侧匀强磁场方向竖直向上,右侧匀强磁场水平向左,磁感应强度大小均为 B 。在 t =0时,一水平向左的拉力F垂直作用在导轨的 bc 边上,使导轨由静止开始做匀加速直线运动,加速度为 a 。
(1)求回路中感应电动势及感应电流随时间变化的表达式; (2)经过多长时间拉力F达到最大值,拉力F的最大值为多少? (3)某过程中回路产生的焦耳热为 Q ,导轨克服摩擦力做功为W,求导轨动能的增加量。