过山车是游乐场中常见的设施。如图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内半径R= 2.0m的圆形轨道组成,B、C分别是圆形轨道的最低点和最高点。一个质量为m=1.0kg的小滑块(可视为质点),从轨道的左侧A点以v0= 12m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L= 11.5m。小滑块与水平轨道间的动摩擦因数。圆形轨道是光滑的,水平轨道足够长。取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)滑块经过B点时的速度大小;
(2)滑块经过C点时受到轨道的作用力大小F;
(3)滑块最终停留点D(图中未画出)与起点A的距离d。
如图所示,A、B、C、D、E为波沿传播方向上间距均为d=1m的五个质点,一简谐横波以5m/s的水平速度向右传播,t=0时刻到达质点A且A开始向上振动,其振动周期为0.4s,试求:
①该简谐波的波长;
②自0时刻起到质点E第一次到达波谷的时间.
某汽车发动机的气缸容积为,在压缩前其气缸内气体温度为
,压强为
,在压缩冲程末,气缸内气体体积被压缩为
,若要求此时缸内气体温度达到
,则此时的气缸壁将承受多大的气压?(视缸内气体为理想气体)
电偏转和磁偏转技术在科学上有着广泛的应用,如图所示的装置中,AB、CD间的区域有竖直方向的匀强电场,在CD的右侧有一与CD相切于M点的圆形有界匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。一带电粒子自O点以水平初速度正对P点进入该电场后,从M点飞离CD边界时速度为
,再经磁场偏转后又从N点垂直于CD边界回到电场区域,并恰能返回O点。已知OP间距离为
,粒子质量为
,电量为
,粒子自身重力忽略不计。试求:
(1)P、M两点间的距离;
(2)返回O点时的速度大小;
(3)磁感强度的大小和有界匀强磁场区域的面积。
如图所示,质量为的木板A静止在光滑水平面上,其右端与固定挡板相距
,内壁光滑的弹射器利用压缩弹簧把质量为
的物块B(视为质点)水平向右弹射出去,B弹出后从A左端的上表面水平滑入,之后立刻拿走弹射器。已知A足够长,B不会从A表面滑出,A与挡板的碰撞无机械能损失;弹射器弹簧储存的弹性势能为
,重力加速度为
,不计空气阻力。
(1)B从A左端的上表面水平滑入时的初速度大小
(2)若A与挡板碰撞前,A、B已相对静止,求A碰撞挡板前的速度
(3)若A与挡板只发生一次碰撞,求A、B之间的动摩擦因数满足的条件。
如图所示,倾角为的光滑导轨上端接入一定值电阻,Ⅰ和Ⅱ是边长都为L的两正方形磁场区域,其区域内的磁场方向都垂直于导轨平面向上,区域Ⅰ中磁场的磁感强度为
,区域Ⅱ中磁场随时间按
变化,一质量为
、电阻为
的金属杆穿过区域Ⅰ垂直地跨放在两导轨上,并恰能保存静止。试求:
(1)通过金属杆的电流大小;
(2)定值电阻的阻值为多大?