在跳水馆里,水池里水的深度要恰当。水太深,会造成浪费,太浅则会使跳水运动员的在比赛中存在危险。下面我们可以用学过的物理知识,再将跳水运动进行理想化处理,就可以大体上估算出水池里水的深度至少是多少。在10m跳台跳水比赛中,运动员起跳高度取0.5m,运动员入水后将会受到浮力、水的阻力等,入水速度越大,水的阻力也会越大。在下列情况下估算水池的安全深度。
(1)运动员从最高点向下运动认为是自由落体运动,若运动员入水后受到的浮力和水的阻力总共为自身重量的3倍。求出水池的安全深度。
(2)运动员从最高点向下运动认为是自由落体运动,运动员入水后受到的水的阻力很大,如果不考虑水的阻力,只考虑浮力,计算的安全深度将有很大偏差。若运动员的身体的密度是水的密度的0.9倍,入水后在只考虑浮力和重力的情况下,计算水池的安全深度。
(3)实际上,运动员在空中的运动也受空气阻力,若空气阻力是重力的0.2倍,仍按照运动员入水后受到的浮力和水的阻力总共为自身重量的3倍。计算水池的安全深度。
如右图所示,质量m1=2kg的物体A与一劲度系数为k=500N/m的轻弹簧相连,弹簧的另一端与地面上的质量为m2=1kg的物体B相连,A、B均处于静止状态.另有一质量为m3=1kg的物体C从物体A的正上方距离h=0.45m处自由下落.落到A上立刻与A粘连并一起向下运动,它们到达最低点后又向上运动,最终恰好能使B离开地面但不继续上升.(A、B、C均可视为质点,g取10m/s2)
(1)求C与A粘连后一起向下运动的速度V;
(2)从AC一起运动直至最高点的过程中弹簧对AC整体做的功;
如右图所示,光滑斜轨和光滑圆轨相连,固定在同一个竖直面内。圆轨的半径为R,一个小球(质量为m,大小可忽略不计)从离水平面高h处由静止开始自由下滑,由斜轨进入圆轨。
(1)若小球到达圆轨最高点时对圆轨的压力大小恰好等于自身重力大小,那么小球过圆轨最低点时对圆轨的压力是多大?
(2)为了使小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨,
h应在什么范围内取值?
物块A静止在光滑斜面的底端,斜面倾角α=30°,斜面的长为L=1m,斜面固定在水平桌面上。用轻绳跨过斜面顶端的轻滑轮与物块A连接,滑轮与转轴之间的摩擦不计,开始绳刚好绷直,如右图所示。若在绳的末端施一竖直向下的恒力F=7N拉绳,物块A由斜面底端到顶端经历的时间为1s。取重力加速度g=10m/s2。
(1)物块A的质量mA是多大?
(2)若物块A静止在斜面底端时,在绳的末端绕过定滑轮挂
一质量为MB=1.5Kg的物块,A物块经多长时间到达顶端?
如图所示的装置,左半部为速度选择器,其有一对平行金属板,两板相距为d,电压为U;两板之间有匀强磁场,磁感应强度大小为B0,方向与金属板面平行并垂直于纸面朝里,图中右边有一半径为R、圆心为O的圆形区域,区域内也存在匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直于纸面朝里。一电荷量为q的正离子沿平行于金属板面、垂直于磁场的方向射入平行金属板之间,然后沿直线射出平行金属板之间的区域,并沿直径EF方向射入磁场区域,最后从圆形区域边界上的G点射出,已知弧
所对应的圆心角为
。不计重力,求:
(1)离子速度
的大小;
(2)离子的质量。
如图所示,有一电子(质量为m,电荷量的绝对值为e),由静止经电压为Uo的加速电场加速后,沿两块水平正对且平行放置的金属板的中线进入板间。已知两块金属板间的距离为d、板间的电压为U,若电子刚好擦着板的边缘射出电场。不计重力,求:
(1)电子射出加速电场时的速率
(2)金属板的长度