科目: 來源: 題型:計算題
如圖為某種魚餌自動投放器中的投餌管裝置示意圖,其下半部AB是一長為2R的豎直細管,上半部BC是半徑為R的四分之一圓弧彎管,管口沿水平方向,AB管內(nèi)有一原長為R、下端固定的輕質(zhì)彈簧。投餌時,每次總將彈簧長度壓縮到0.5R后鎖定,在彈簧上段放置一粒魚餌,解除鎖定,彈簧可將魚餌彈射出去。設質(zhì)量為m的魚餌到達管口C時,對管壁的作用力恰好為零。不計魚餌在運動過程中的機械能損失,且鎖定和解除鎖定時,均不改變彈簧的彈性勢能。已知重力加速度為g。求:![]()
(1)質(zhì)量為m的魚餌到達管口C時的速度大小v1;
(2)彈簧壓縮到0.5R時的彈性勢能Ep;
(3)已知地面與水面相距1.5R,若使該投餌管繞AB管的中軸線OO-。在
角的范圍內(nèi)來回緩慢轉(zhuǎn)動,每次彈射時只放置一粒魚餌,魚餌的質(zhì)量在
到m之間變化,且均能落到水面。持續(xù)投放足夠長時間后,魚餌能夠落到水面的最大面積S是多少?
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如圖AB軌道和一個半徑為R的半圓弧相連,將一個質(zhì)量為m的小球從距離水平面H=3R高處A點無初速的釋放,整個過程摩擦力均可忽略,求:![]()
(1)小球到達B點的速度。
(2)小球到達C點時對軌道的壓力。
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蹦床比賽分成預備運動和比賽動作。最初,運動員靜止站在蹦床上在預備運動階段,他經(jīng)過若干次蹦跳,逐漸增加上升高度,最終達到完成比賽動作所需的高度;此后,進入比賽動作階段。
把蹦床簡化為一個豎直放置的輕彈簧,彈力大小F="kx" (x為床面下沉的距離,k為常量)。質(zhì)量m=50kg的運動員靜止站在蹦床上,床面下沉x0=0.10m;在預備運動中,假設運動員所做的總共W全部用于其機械能;在比賽動作中,把該運動員視作質(zhì)點,其每次離開床面做豎直上拋運動的騰空時間均為△t=2.0s,設運動員每次落下使床面壓縮的最大深度均為xl。取重力加速度g=10m/s2,忽略空氣阻力的影響。
(1)求常量k,并在圖中畫出彈力F隨x變化的示意圖;
(2)求在比賽動作中,運動員離開床面后上升的最大高度hm;
(3)借助F-x 圖像可以確定彈性做功的規(guī)律,在此基礎上,求 x1和W的值
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下圖是一個設計“過山車”的試驗裝置的原理示意圖。斜面AB與豎直面內(nèi)的圓形軌道在B點平滑連接。斜面AB和圓形軌道都是光滑的。圓形軌道半徑為R。一個質(zhì)量為m的小車(可視為質(zhì)點)在A點由靜止釋放沿斜面滑下,小車恰能通過圓形軌道的最高點C。已知重力加速度為g。 ![]()
求:(1)A點距水平面的高度h;
(2)在B點軌道對小車的支持力的大小。
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如圖所示,AB為一段光滑絕緣水平軌道,BCD為一段光滑的圓弧軌道,半徑為R,今有一質(zhì)量為m、帶電為+q的絕緣小球,以速度v0從A點向B點運動,后又沿弧BC做圓周運動,到C點后由于v0較小,故難運動到最高點.如果當其運動至C點時,忽然在軌道區(qū)域加一勻強電場和勻強磁場,使其能運動到最高點此時軌道彈力為0,且貼著軌道做勻速圓周運動。求:![]()
(1)勻強電場的方向和強度;
(2)磁場的方向和磁感應強度。
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(1)(6分)氫原子的能級如圖所示。氫原子從n=3能級向n=l能級躍遷所放出的光子,恰能使某種金屬產(chǎn)生光電效應,則該金屬的截止頻率為____Hz;用一群處n=4能級的氫原子向低能級躍遷時所發(fā)出的光照射該金屬,產(chǎn)生的光電子最大初動能為____ eV(普朗克常量h=6.63×10-34J'·s,結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)。![]()
(2)(9分)如圖所示,一半徑為R的半圓形光滑軌道固定在豎直平面內(nèi).a(chǎn)、b是軌道的兩端點且高度相同,O為圓心。小球A靜止在軌道的最低點,小球B從軌道右端b點的正上方距b點高為2R處由靜止自由落下,從b點沿圓弧切線進入軌道后,與小球A相碰。第一次碰撞后B球恰返回到b點,A球上升的最高點為c,Oc連線與豎直方向夾角為60°(兩球均可視為質(zhì)點)。求A、B兩球的質(zhì)量之比mA:mB。(結(jié)果可以用根式表示)![]()
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一條長為0.80m的輕繩一端固定在
點,另一端連接一質(zhì)量
=0.10kg的小球,懸點
距離水平地面的高度H = 1.00m。開始時小球處于
點,此時輕繩拉直處于水平方向上,如圖所示。讓小球從靜止釋放,當小球運動到
點時,輕繩碰到懸點
正下方一個固定的釘子P時立刻斷裂。不計輕繩斷裂的能量損失,取重力加速度g=10m/s2。求: ![]()
(1)當小球運動到
點時的速度大。
(2)繩斷裂后球從
點拋出并落在水平地面的C點,求C點與
點之間的水平距離;
(3)若OP=0.6m,輕繩碰到釘子P時繩中拉力達到所能承受的最大拉力斷裂,求輕繩能承受的最大拉力。
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如圖所示,細繩上端固定于水平軸O,下端系一質(zhì)量m=1.0kg的小球,組成一擺長為L= 0.2m的擺。擺原來處于靜止狀態(tài),且小球與光滑平臺的邊緣接觸,但對平臺無壓力,平臺高h= 0.8m。一個質(zhì)量為M= 2.0kg的滑塊,以速度v0沿平臺水平向右運動與小球發(fā)生正碰。碰后小球在繩的約束下運動,經(jīng)四分之一個圓弧到達A點速度減為零,滑塊M落在水平地面的C點,C點距平臺邊緣的水平距離x= 1.2m。取g=10m/s2。求:![]()
(1)碰后滑塊的速度大小v;
(2)碰后小球的速度大小vm;
(3)碰后系統(tǒng)損失的機械能△E。
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如圖所示,高為h的光滑斜面固定在水平地面上。一質(zhì)量為m的小物塊,從斜面頂端A由靜止開始下滑。重力加速度為g,不計空氣阻力。求:![]()
(1)小物塊從斜面頂端A滑到底端B的過程中重力做的功W;
(2)小物塊滑到底端B時速度的大小v。
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