如图甲所示,光滑的水平地面上固定一长L=1.7m的木板C,C板的左端有两个可视为质点的物块A和B,其间夹有一根原长为1.0m、劲度系数k=200N/m的轻弹簧,此时弹簧没有发生形变,且与物块不相连。已知mA= mC=20kg,mB=40kg,A与木板C、B与木板C的动摩擦因数分别为μA=0.50,μB=0.25。假设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。现用水平力F作用于A,让F从零逐渐增大,使A缓慢移动而逐渐压缩弹簧,压缩了一定量后又推动B缓慢地向右移动,当B缓慢向右移动0.5m时,使弹簧储存了弹性势能E0。(g=10m/s2)问:
(1)以作用力F为纵坐标,物块A移动的距离为横坐标,试通过定量计算在图乙的坐标系中画出推力F随物块A位移的变化图线。
(2)求出弹簧贮存的弹性势能E0的大小。
(3)当物块B缓慢地向右移动了0.5m后,保持A、B两物块间距,将其间夹有的弹簧更换,使得压缩量仍相同的新弹簧贮存的弹性势能为12E0,之后同时释放三物体A、B和C,已被压缩的轻弹簧将A、B向两边弹开,设弹开时A、B两物体的速度之比始终为2:1,求哪一物块先被弹出木板C?最终C的速度是多大?
天然放射性铀(U)发生衰变后产生钍(
Th)和另一种原子核。
(1)请写出衰变方程;
(2)若衰变前铀(U)核的速度为v,衰变产生的钍(
Th)核速度为
,且与铀核速度方向相同,求产生的另一种新核的速度。
分别用λ和λ的单色光照射同一金属,发出的光电子的最大初动能之比为1∶2,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则此金属板的逸出功是多大?
(附加题)已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,不考虑地球自转的影响。
(1)推导第一宇宙速度v1的表达式;
(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为h,求卫星的运行周期T。
游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来(如图甲)。我们可以把它抽象成图乙所示的由曲面轨道和圆轨道平滑连接的模型(不计摩擦和空气阻力)。若质量为m的小球从曲面轨道上的P点由静止开始下滑,并且可以顺利通过半径为R的圆轨道的最高点A。已知P点与B点的高度差h=3R,求:
(1)小球通过最低点B时速度有多大?
(2)小球通过B点时受到圆轨道支持力有多大?
(3)若小球在运动中需要考虑摩擦和空气阻力,当小球从P点由静止开始下滑,且刚好通过最高点A,则小球从P点运动到A点的过程中克服摩擦和空气阻力所做的功为多少?
2010年4月14日7时49分,青海玉树发生了7.1级地震。在救援工作中,空军运输航空兵某师用大型运输机空投物资,假如飞机在高出地面80m的高度以30m/s的水平速度飞行,此时投下的物资刚好投到地面的指定地点。不计空气阻力,已知重力加速度g=10m/s2,求:
(1)物资在空中飞行的时间;
(2)物资落地点离抛出点的水平距离;
(3)物资落地时的速度大小。