如图所示为用某种透明材料制成的一块柱体形棱镜的水平截面图,FD为圆周,圆心为O,光线从AB面入射,入射角θ1=60°,它射入棱镜后射在BF面上的O点并恰好不从BF面射出.
(1)画出光路图;
(2)求该棱镜的折射率n和光线在棱镜中传播的速度大小v(光在真空中的传播速度c=3.0×108 m/s).
一同学骑自行车在水平公路上以5 m/s的恒定速率转弯,已知人和车的总质量m=80 kg,转弯的路径近似看成一段圆弧,圆弧半径R=20m,求:
(1)人和车作为一个整体转弯时需要的向心力;
(2)若车胎和路面间的动摩擦因数μ=0.5,为安全转弯,车速不能超过多少?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2)
某星球质量为M,半径为R,可视为质量分布均匀的球体,一人在该星球表面上距星球表面高为h(h远小于R)处以初速度V0水平抛出一个质量为m的小球,不计任何阻力,万有引力常量为G,求:
(1)抛球过程中人对小球所做的功W;
(2)星球表面的重力加速度g的大小。
(3)小球落到星球表面时的速度v的大小。
一质量m=2kg的滑块静止在粗糙的水平面上,已知滑块与水平面间的动摩擦因素=0.2,今给滑块一个大小为F=8N的水平恒力作用,使滑块滑行距离S1=4m后撤去水平恒力F,滑块继续向前滑行一段距离后停止运动,重力加速度g=10m/s2,求:
(1)刚撤去水平恒力F时滑块的瞬时速度v为多大?
(2)整个过程滑块通过的位移S为多大?
(3)整个过程滑块克服摩擦力做的功Wf为多少?
如图所示,粗糙水平地面与半径为R=0.5m的光滑半圆轨道BCD相连接,且在同一竖直平面内,O是BCD的圆心,BOD在同一竖直线上。质量为m=1kg的小物块在水平恒力F=15N的作用下,由静止开始从A点开始做匀加速直线运动,当小物块运动到B点时撤去F,小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D点,已知AB间的距离为3m,重力加速度。求:
(1)小物块运动到B点时的速度;
(2)小物块离开D点后落到地面上的点与B点之间的距离。
(3)小物块在水平面上从A运动到B的过程中克服摩擦力做的功。
我国探月工程已规划至“嫦娥四号”,并计划在2017年将嫦娥四号探月卫星发射升空。到时将实现在月球上自动巡视机器人勘测。已知万有引力常量为G,月球表面的重力加速度为g,月球的平均密度为ρ,月球可视为球体,球体积计算公式。求:
(1)月球质量M;
(2)嫦娥四号探月卫星在近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度v。