(7分)横截面积为S的导热气缸竖赢放置在水平地面上,两个轻活塞A和B将气缸分隔为I、Ⅱ两个气室,两活塞问距离为d,两气室体积之比为l:2,如图所示。在保持室温不变的条件下,缓慢在活塞A上加细沙,使之向下移动一段距离h=d。不计活塞与气缸壁之问的摩擦,室内大气压强为
,求所加细沙的质量。
(15分)如图所示,在光滑绝缘水平面上,质量为m的均匀绝缘棒AB长为L、带有正电,电量为Q且均匀分布。在水平面上O点右侧有匀强电场,场强大小为E,其方向为水平向左,BO距离为x0,若棒在水平向右的大小为QE/4的恒力作用下由静止开始运动。求:
⑴棒的B端进入电场L/8时的加速度大小和方向;
⑵棒在运动过程中的最大动能;
⑶棒的最大电势能。(设O点处电势为零)
(12分)如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的轨道MNP,其形状为半径R=1.0m圆环剪去了左上角120°的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的数值距离是h=2.4m。用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点,用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放,物块通过B点后做匀变速运动,其位移与时间的关系为x=6t-2t2,物块飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道(不计空气阻力,g取10m/s2)。求:
⑴物块m2过B点时的瞬时速度vB及与桌面间的滑动摩擦因数μ;
⑵若轨道MNP光滑,物块m2经过轨道最低点N时对轨道的压力FN;=×-·
⑶若物块m2刚好能到达轨道最高点M,则释放m2后整个运动过程中其克服摩擦力做的功W。
(16分)一个物体放在足够大的水平地面上,图甲中,若用水平变力拉动,其加速度随力变化图像为图乙所示。现从静止开始计时,改用图丙中周期性变化的水平力F作用(g取10m/s2)。求:
⑴物体的质量及物体与地面间的动摩擦因数;
⑵若在周期性变化的力F作用下,物体一个周期内的位移大小;
⑶在周期性变化的力作下,21s内力F对物体所做的功。
(15分)如图所示,质量为m1的物体甲通过三段轻绳悬挂,三段轻绳的结点为O,轻绳OB水平且B端与站在水平面上的质量为m2的人相连,轻绳OA与竖直方向的夹角θ=37°,物体甲及人均处于静止状态 (已知sin37°=0.6,cos37°=0.8。g取10m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。求:
⑴轻绳OA、OB受到的拉力分别是多大?
⑵人受到的摩擦力是多大?方向如何?
⑶若人的质量m2=60kg,人与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,欲使人在水平面上不滑动,则物体甲的质量m1最大不能超过多少?
如图所示,热电子由阴极飞出时的初速忽略不计,电子发射装置的加速电压恒为U0,加速后电子从电容器两极板正中间沿平行板面的方向射入偏转电场。已知电容器板长和两板间距离均为L="10" cm,下极板接地。电容器右端到荧光屏的距离也是L="10" cm.在电容器两极板间接一交变电压,上极板的电势随时间变化的图象如甲图。(每个电子穿过平行板的时间极短,可以认为电压是不变的)
求:(1)在t="0.06" s时刻,电子离开偏转电场的侧移距离y.
(2)荧光屏上有电子打到的区间有多长?