(12分)如图甲所示,光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在同一竖直面上,两导轨间距d=1m,电灯L的电阻R=4Ω,导轨上放一质量m=1kg、电阻r=1Ω的金属杆,长度与金属导轨等宽,与导轨接触良好,导轨的电阻不计,整个装置处于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中,磁场的方向垂直导轨平面向里.现用一拉力F沿竖直方向拉杆,使金属杆由静止开始向上运动,经3s上升了4m后开始做匀速运动。图乙所示为流过电灯L的电流平方随时间变化的I2-t图线,取g=10m/s2.求:
(1)3s末金属杆的动能;
(2)3s末安培力的功率;
(3)4s内拉力F做的功。
如图所示,光滑水平地面上,在质量M=1kg的滑块上用轻杆及轻绳悬吊质量m=0.5kg的小球。此装置以速度v0=2m/s向右滑动。另一质量也为M的滑块静止于上述装置的右侧。当两滑块相撞后,便粘在一起向右运动,求
(1)两滑块相撞过程中损失的机械能。
(2)当小球向右摆到最大高度时,两滑块的速度大小。
如图所示,某潜水员在检查装有透明液体的圆柱体容器,当潜水员的眼睛在容器中心轴位置且在液面下h2=1m处时,他看到容器口处所有景物都出现在一个顶角为60°的倒立圆锥里,已知容器口距离容器液面的距离h1=1m,圆柱体的横切面半径。
①求容器中液体的折射率。
②若一个身高h3=1m的小孩站在离容器口边缘远的位置,小孩恰好能看到对面的容器底部,则容器中液体的深度为多少米?
(9分)一列简谐横波沿直线传播,在这条直线上相距d=1.5m的A、B两点的震动图像分别如图甲、乙所示。已知波长λ>1m,求这列波的波速v.
如图甲所示,一人用于水平方向成θ=37°角的斜向下的推力F推一个重G=100N的箱子在水平面上匀速前进,箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)求推力F的大小
(2)若人不改变推力F的大小,只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子,如图乙所示。推力作用时间t=3.0s后撤去,则箱子最远运动多长距离?
如图所示,倾角为60°的光滑斜面体,固定在地面上。一质量为m的物块在一平行于斜面向上的力F作用下,从斜面底端由静止出发经一段时间t到达斜面的顶端。若从底端仍用力F从静止上拉物块,作用时间为时撤去力F,则物块还需t时间才能到达斜面顶端。求:
(1)物块在上滑过程中受拉力时和不受拉力时的加速度大小之比。
(2)物块所受拉力F与重力mg的比值。