(14分)2012年南昌开始地铁一号线建设,即将于2015年底正式开通运营。假设地铁列车从秋水广场站启动开始匀加速直线运动,然后匀速直线运动,接下来匀减速直线运动到中山西路站停止,已知列车每次加速与减速阶段的加速度大小均相同。设列车加速过程中最大速度为v,显然,v不同,运行时间就不同。下图为技术人员绘制的两站之间的通行时间t与列车最大速度v的关系图像。
(1)请从图中直接读出从秋水广场站到中山西路站运行时间为t1=240s的情况下列车运行的最大速度v1以及列车最大速度为v2=25m/s时两站间的运行时间t2。
(2)求出秋水广场到中山西路两站之间距离x及列车启动加速度a的大小。
如图甲所示,质量m="l" kg的物块在平行斜面向上的拉力尸作用下从静止开始沿斜面向上运动,t=0.5s时撤去拉力,利用速度传感器得到其速度随时间的变化关系图象(v-t图象)如图乙所示,g取l0m/s2,求:
(1)2s内物块的位移大小s和通过的路程L;
(2)沿斜面向上运动两个阶段加速度大小a1、a2和拉力大小F。
在光滑的水平面内,一质量m="1" kg的质点以速度v0="10" m/s沿x轴正方向运动,经过原点后受一沿y轴正方向上的水平恒力F="15" N作用,直线OA与x轴成α=37°角,如图所示曲线为质点的轨迹图(g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点,质点从O点到P点所经历的时间以及P点的坐标;
(2)质点经过P点的速度大小。
)水的摩尔质量为M=18g/mol,水的密度为103kg/m3,阿伏伽德罗常数为
,则V=1cm3的水中有多少个水分子(保留一位有效数字).
(原创)如图甲所示,平行放置的金属板A、B间电压为U0,中心各有一个小孔P、Q;平行放置的金属板C、D间电压变化规律如图乙,板长和板间距均为L;粒子接收屏M与D板夹角为. 现从P点处连续不断地有质量为 m、带电量为+q的粒子放出(粒子的初速度可忽略不计),经加速后从Q点射出,贴着C板并平行C板射入,经周期T粒子恰好通过C、D间电场(粒子间相互作用力忽略不计,重力不计,
,
).
(1)T与上述物理量之间应满足怎样的关系;
(2)若在t=0时刻进入C、D间电场的粒子恰从D板边缘飞出,则U为多少?并求此粒子射出时的速度v;
(3)在(2)的条件下,欲使从C、D间飞出的粒子汇聚在M板上某一点,并使在时刻进入C、D间的粒子垂直打在M板上,可在C、D右边某处加一垂直纸面的匀强磁场,试求磁感应强度B的大小和磁场的最小面积Smin.
(原创)某兴趣小组设计了一种实验装置,用来研究碰撞问题,其模型如图所示,光滑轨道中间部分水平,右侧为位于竖直平面内半径为R的半圆,在最低点与直轨道相切.5个大小相同、质量不等的小球并列静置于水平部分,球间有微小间隔,从左到右,球的编号依次为0、1、2、3、4,球的质量依次递减,每球质量与其相邻左球质量之比为k(k<1).将0号球向左拉至左侧轨道距水平高h处,然后由静止释放,使其与1号球碰撞,1号球再与2号球碰撞……所有碰撞皆为无机械能损失的正碰(不计空气阻力,小球可视为质点,重力加速度为g).
(1)0号球与1号球碰撞后,1号球的速度大小v1;
(2)若已知h=0.1m,R=0.64m,要使4号球碰撞后能过右侧轨道的最高点,问k值为多少?