如图所示,质量为m的小物块在光滑的水平面上以v0向右做直线运动,经距离l后,进入半径为R光滑的半圆形轨道,从圆弧的最高点飞出恰好落在出发点上.已知l=1.6m,m=0.10kg,R=0.4m,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2.
(1)求小物块运动到圆形轨道最高点时速度大小和此时小物块对轨道的压力.
(2)求小物块的初速度v0.
(3)若轨道粗糙,则小物块恰能通过圆形轨道最高点.求小物块在这个过程中克服摩擦力所做的功.
一光滑圆环固定在竖直平面内,环上套着两个小球A和B(中央有孔),A、B间由轻绳连接,它们处于如图18中所示位置时恰好都能保持静止状态。此情况下,B球与环中心O处于同一水平面上,A、B间的细绳呈伸直状态,与水平线成300夹角。已知B球的质量为m,求细绳对B球的拉力和A球的质量。
(10分)直角玻璃三棱镜置于空气中。已知∠A=60°,∠C=90°,棱镜的折射率n=,一束极细的光束于AC的中点D垂直AC面入射,AD=a,求:
(1)光从进入棱镜到它第一次射入空气时的折射角;
(2)光从进入棱镜到它第一次射入空气时所经历的时间(设光在真空中传播速度为c)。
(8分)1932年查德威克用α粒子去轰击铍核发现了中子,并产生一个新核.已知铍核的质量为9.01219u,α粒子的质量为4.00260u,新核的质量为12.00000u,中子的质量为1.008665u。求:(1)写出核反应方程;(2)计算放出的能量。(1 u相当于931.5Mev,结果保留两位有效数字)
(满分12分)如图所示,宽度为L的金属框架竖直固定在绝缘地面上,框架的上端接有一特殊的电子元件,如果将其作用等效成一个电阻,则其阻值与其两端所加的电压成正比,即等效电阻
,式中k为恒量。框架上有一质量为m的金属棒水平放置,金属棒与光滑框架接触良好,离地高为h,磁感应强度为B的匀强磁场与框架平面垂直。将金属棒由静止释放,棒沿框架向下运动。其它电阻不计,问:
(1)金属棒运动过程中,流过棒的电流多大?方向如何?
(2)金属棒经过多长时间落到地面?(3)金属棒从释放到落地过程中在电子元件上消耗的电能多大?
(满分10分)如图所示,边长为L的正方形线框abcd的匝数为n,ad的中点和bc边的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界上,磁感应强度为B,线圈与外电阻R构成闭合电路,整个线圈的电阻也为R,现在让线圈以OO′为轴,以角速度ω匀速转动,求:
⑴若从图示位置开始计时,闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式。
⑵线框从图示位置时转过90°的过程中电阻R上产生的热量和通过电阻R的电荷量