如图(甲)所示,弯曲部分AB和CD是两个半径相等的四分之一圆弧,中间的BC段是竖直的薄壁细圆管(细圆管内径略大于小球的直径),分别与上、下圆弧轨道相切连接,BC段的长度L可作伸缩调节。下圆弧轨道与地面相切,其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点,整个轨道固定在竖直平面内。一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出。今在A、D两点各放一个压力传感器,测试小球对轨道A、D两点的压力,计算出压力差△F。改变BC间距离L,重复上述实验,最后绘得△F-L的图线如图(乙)所示。(不计一切摩擦阻力,g取10m/s2)
(1)某一次调节后D点离地高度为0.8m。小球从D点飞出,落地点与D点水平距离为2.4m,求小球过D点时速度大小。
(2)求小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小。
盛氧气的钢瓶,在-13℃充氧气时测得氧气的压强为7×106 Pa,当把它搬到27℃的病房时,压强变为8×106Pa,问:通过计算说明钢瓶是否漏气?
如图8-2-14所示,圆柱形气缸倒置在水平粗糙地面上,气缸内被活塞封闭有一定质量的空气,气缸质量为M="10" kg,缸壁厚度不计,活塞质量m="5.0" kg,其圆面积S="50" cm2,与缸壁摩擦不计.在缸内气体温度为27 ℃时,活塞刚好与地面接触并对地面无压力.现设法使缸内气体温度升高,问当缸内气体温度升高到多少摄氏度时,气缸对地面恰好无压力?(大气压强p0=105 Pa,g取10 m/s2)
图8-2-14
体积为V="100" cm3的空心球带有一根有刻度的均匀长管,管上共有N=101个刻度,设长管与球连接处为第一个刻度,以后顺序往上排列,相邻两刻度间管的容积为0.2 cm3,水银液滴将球内空气与大气隔开,如图8-2-9所示.当温度t="5" ℃时,水银液滴在刻度为n=21的地方.那么在此大气压下,能否用它测量温度?说明理由,若能,求其测量范围,不计热膨胀.
图8-2-9
有人设计了一种测温装置,其结构如图8-2-7所示,玻璃泡A内封有一定量气体,与A相连的B管插在水银槽中,管内水银面的高度x即可反映泡内气体的温度,即环境温度,并可由B管上的刻度直接读出.设B管的体积与A泡的体积相比可略去不计.在1标准大气压下对B管进行温度刻度(1标准大气压相当于76 cmHg的压强).已知当温度t1="27" ℃时,管内水银面高度x1="16" cm,此高度即为27 ℃的刻度线,问t="0" ℃的刻度线在何处?
图8-2-7
上端开口竖直放置的玻璃管,内横截面积为0.10 cm2,管中有一段15 cm长的水银柱将一些空气封闭在管中,如图8-2-6,此时气体的温度为27 ℃.当温度升高到30 ℃时,为了使气体体积不变,需要再注入多少克水银?设大气压强为p0="75" cmHg且不变,水银密度ρ="13.6" g/cm3.
图8-2-6