如图所示,半径R=0.8m的1/4光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,过最低点的半径OC处于竖直位置,在其右方有一可绕竖直轴MN(与圆弧轨道共面)转动的,内部空心的圆筒,圆筒半径,筒的顶端与圆弧轨道最低点C点等高,在筒的下部有一小孔,距筒顶h=0.8m,开始时小孔在图示位置(与圆弧轨道共面)。现让一质量m=0.1kg的小物块自A点由静止开始下落,打在圆弧轨道上的B点,但未反弹,在瞬间的碰撞过程中小物块沿半径方向的分速度立刻减为零,而沿圆弧切线方向的分速度不变。此后,小物块沿圆弧轨道滑下,到达C点时触动光电装置,使圆筒立刻以某一角速度匀速转动起来,且小物块最终正好进入小孔。已知A点、B点到圆心O的距离均为R,与水平方向的夹角θ均为30°,不计空气阻力,g取10m/s2。试问:
(1)小物块到达C点时的对轨道的压力大小是多少?
(2)圆筒匀速转动时的角速度是多少?
(3)假使小物块进入小孔后,圆筒立即停止转动且恰好沿切线方向进入圆筒内部的光滑半圆轨道,且半圆轨道与圆筒在D点相切。求:圆轨道的半径,并判断小物块能否到达半圆轨道的最高点E点,请说明理由。
如图所示,直角玻璃三棱镜置于空气中,∠A=60°,∠C=90°,一束极细的光于AC边的中点D垂直AC面入射,已知AD=a,棱镜的折射率n=,光在真空中的传播速度为c。求:
(ⅰ)光从棱镜第一次射入空气时的折射角;
(ⅱ)光从进入棱镜到它第一次射入空气所经历的时间(结果可以用根式表示)。
年前,燃气公司在给用户的一封信中,提醒用户:厨房内泄漏的煤气与厨房内的空气混合,当混合后厨房内气体的压强达到1.05 atm时(厨房内原来的空气压强为1.00 atm),遇到火星将发生爆炸。设某居民家厨房(4 m×2 m×3 m)发生煤气泄漏时门窗紧闭,煤气管道内的压强为4.00 atm,且在发生煤气泄漏时管内压强保持不变。
(ⅰ)求管道内多少升煤气泄漏到该居民的厨房时,遇到火星会发生爆炸?
(ⅱ)假如煤气泄漏使得厨房内的气体压强恰好达到1.05 atm时遇到了火星,并发生了爆炸。爆炸时厨房的温度由27 ℃迅速上升至约2727 ℃,试估算此时产生的气体压强。
如图所示,固定的光滑金属导轨间距为d,导轨电阻不计,上端a、b间接有阻值为R的电阻,导轨平面与水平面的夹角为θ,且处在磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向下的匀强磁场中。质量为m、电阻为r的导体棒与固定弹簧相连后放在导轨上。初始时刻,弹簧恰处于自然长度,导体棒具有沿轨道向上的初速度v0。整个运动过程中导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触。已知弹簧的劲度系数为k,弹簧的中心轴线与导轨平行。
(1)求初始时刻通过电阻R的电流I大小和方向;
(2)当导体棒第一次回到初始位置时,速度变为v,求此时导体棒的加速度大小a;
(3)若导体棒最终静止时弹簧的弹性势能为Ep,求导体棒从开始运动直到停止的过程中,整个电路产生的焦耳热Q。
邯郸大剧院是目前河北省内投资最大、设施最完备、科技含量最高的一家专业高端剧院。2014年元旦前后,邯郸大剧院举办了几场盛大的新年音乐会。在一场演出前工作人员用绳索把一架钢琴从高台吊运到地面。已知钢琴的质量为175kg,绳索能承受的最大拉力为1820N,吊运过程中钢琴以0.6m/s的速度在竖直方向向下做匀速直线运动。降落至底部距地面的高度为h时,立即以恒定加速度减速,最终钢琴落地时刚好速度为零(g取10m/s2),求:
(1)h的最小值是多少;
(2)为了保证绳索和钢琴的安全,此次以0.6m/s的初速度匀减速到零,用时3s,求此次减速过程中钢琴机械能的变化量△E。
如图所示,质量为mA=2kg的平板车A静止在水平地面上,车长d =5m。物块B静止在平板车左端,在物块B正前方某处。有一小球C,球C通过长l = 0.32m的细绳与固定点O相连,球C恰好与物块B等高,且C始终不与平板车A接触。在t = 0时刻,平板车A突然获得水平初速度v0开始向左运动,后来某一时刻物块B与球C发生弹性碰撞,碰后球C恰好能绕O点在竖直平面内作圆周运动。若B、C可视为质点,mB=mC= 1kg,物块B与平板车A、平板车A与地面之间的动摩擦因数均为µ=0.2,g取10m/s2,求:
(1)B、C碰撞瞬间,细绳拉力的大小?
(2)B、C碰撞前瞬间物块B的速度大小。
(3)若B、C碰撞时,物块B在平板车的中间位置,且t0=1.5s时平板车A的速度变为v1 =5m/s,则物块B是在加速阶段还是减速阶段与球C相碰撞?小车的初速度v0多大?