在游乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论.如下图所示,他们将选手简化为质量m=60 kg的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角α=53°,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3 m.不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深.取重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.
(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;
(2)若绳长l=2 m,选手摆到最高点时松手落入水中.设水对选手的平均浮力Ff1=800 N,平均阻力Ff2=700 N,求选手落入水中的深度d;
(3)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳却认为绳越短,落点距岸边越远.请通过推算说明你的观点.
有一个高度为h=0.6m的金属容器放置在水平地面上,容器内有温度为t1=27 ℃的空气,容器左侧壁有一阀门距底面高度为h1=0.3m,阀门细管直径忽略不计.容器内有一质量为m=5.0 kg的水平活塞,横截面积为S=20 cm2,活塞与容器壁紧密接触又可自由活动,不计摩擦,现打开阀门,让活塞下降直至静止并处于稳定状态。外界大气压强为p0=1.0×105 Pa.阀门打开时,容器内气体压强与大气压相等,g取10 m/s2。求:
(1)若不考虑气体温度变化,则活塞静止时距容器底部的高度h2;
(2)活塞静止后关闭阀门,对气体加热使容器内气体温度升高到327 ℃,求此时活塞距容器底部的高度h3。
在竖直平面内,有正方形导线框ABCD和abcd的边长均为
、电阻均为R,质量分别为2m和m,它们用一根细线连接跨在两个光滑定滑轮的两边,在两导线框之间有一匀强磁场,宽度为2
、磁感应强度大小为B、方向垂直竖直面向里。开始时ABCD的下边与匀强磁场的上边界重合,abcd的上边到匀强磁场的下边界的距离为
。现将系统由静止释放,当ABCD刚全部进入磁场时,系统开始做匀速运动,不计摩擦和空气阻力,求:
(1)系统匀速运动的速度大小;
(2)两线框从开始运动至等高的过程中所产生的总焦耳热;
(3)线框abcd通过磁场的时间。
质量M=0.2 kg的小圆环穿在固定的足够长的斜木杆上,斜木杆与水平方向的夹角θ=37°,小圆环与木杆间的动摩擦因数μ=0.5,小圆环受到竖直向上的恒定拉力F=3 N后,由静止开始沿木杆斜向上做匀加速直线运动(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2),求:
(1)小圆环沿斜木杆向上的合外力为多少;
(2)4 s末小圆环的速度为多少?
如图所示,光滑平台上有两个刚性小球A和B,质量分别为2m和3m,小球A以速度v0向右运动并与静止的小球B发生碰撞(碰撞过程不损失机械能),小球B飞出平台后经时间t刚好掉入装有沙子向左运动的小车中,小车与沙子的总质量为m,速度为2v0,小车行驶的路面近似看做是光滑的,求:
(1)碰撞后小球A和小球B的速度;
(2)小球B掉入小车后的速度。
如图所示,MN是一条通过透明球体球心的直线,在真空中波长为
=600nm的单色细光束AB平行于MN射向球体,B为入射点,若出射光线CD与MN的交点P到球心O的距离是球半径的
倍,且与MN所成的夹角
= 30°。求:
①透明体的折射率
;
②此单色光在透明球体中的波长
。