如图,半径为R的光滑圆轨道固定在竖直平面内,D为其圆心。一质量为m的小滑块,在外力F(未画出)的作用下静止在圆轨道上的B点,OB与竖直方向的夹角为θ(θ<),重力加速度为g。
(1)为使小滑块静止在B点,外力F的最小值Fmin= _________;
(2)若在B点撤去力F的同时,给小滑块一个沿切线方向向F的初速度,为使小滑块能滑上圆轨道的最高点C,求初速度vo的范围_______。
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如图,木板B置于粗糙水平地面上,木板上端放置一小物块A。已知mA= 2mB= 2m,A、B之间的动摩擦因数为μ,B与地面之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,现对A施加一水平拉力F,当A、B恰好发生相对滑动时,求F的大小。
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预警雷达探测到敌机在20000m上空水平匀速飞行,立即启动质量m=100kg的防空导弹,导弹的火箭发动机在制导系统控制下竖直向下喷气,使导弹由静止以a=10g(g=10m/s2)的加速度竖直向上匀加速上升至5000m高空,喷气方向立即变为与竖直方向成θ角(cosθ=1/11)斜向下,导弹做曲线运动,直至击中敌机。假设导弹飞行过程中火箭推力大小恒定,且不考虑导弹质量变化及空气阻力,导弹可视为质点。试求:
(1)火箭喷气产生的推力;
(2)导弹从发射到击中敌机所用的时间;
(3)导弹击中敌机时的动能。
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翼型降落伞有很好的飞行性能.它被看作飞机的机翼,跳伞运动员可方便地控制转弯等动作.其原理是通过对降落伞的调节,使空气升力和空气摩擦力都受到影响.已知:空气升力F1与飞行方向垂直,大小与速度的平方成正比,F1=C1v2;空气摩擦力F2与飞行方向相反,大小与速度的平方成正比,F2=C2v2.其中C1、C2相互影响,可由运动员调节,C1、C2满足如图b所示的关系.试求:
(1)图a中画出了运动员携带翼型伞跳伞后的两条大致运动轨迹.试对两位置的运动员画出受力示意图并判断,①、②两轨迹中哪条是不可能的,并简要说明理由;
(2)若降落伞最终匀速飞行的速度v与地平线的夹角为α,试从力平衡的角度证明:tanα=;
(3)某运动员和装备的总质量为70kg,匀速飞行的速度v与地平线的夹角α约37°(取tan37°=0.75),匀速飞行的速度v多大?(g取10m/s2,计算结果保留三位有效数字)
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如图,在两条靠近的平行直线轨道上有两辆小车甲、乙.当乙车以速度v0=6m/s运动到坐标原点O时,甲车在原点从静止开始沿ox方向做加速度大小为a1的匀加速运动,乙车沿同一方向做加速度大小为a2的匀减速运动直到停止.已知当甲车位移x=6m时,两车速度相同;当甲车速度为8m/s,乙车速度为2m/s时,两车的位置相同.求:
(1)甲车的加速度大小为多少?
(2)甲车运动8s后,两车之间的距离△x.
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水平光滑桌面上有A、B两个小车,质量分别是0.6k g和0.2kg.A车的车尾拉着纸带,A车以某一速度与静止的B车发生一维碰撞,碰后两车连在一起共同向前运动.碰撞前后打点计时器打下的纸带如图所示.根据这些数据,请猜想:把两小车加在一起计算,有一个什么物理量在碰撞前后是相等的?
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1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子.科学研究表明其核反应过程是:α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核,复核发生衰变放出质子,变成氧核.设α粒子质量为m1,初速度为v0,氮核质量为m2,质子质量为m0,氧核的质量为m3,不考虑相对论效应.
①写出卢瑟福发现质子的核反应方程_
②α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间,复核的速度为多大?
③求此过程中释放的核能.
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给某包装袋充入氮气后密封,在室温下,袋中气体压强为1个标准大气压、体积为1L。将其缓慢压缩到压强为2个标准大气压时,气体的体积变为0.45L。请通过计算判断该包装袋是否漏气。
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如图所示,横截面为半圆形的某种透明柱体介质,截面ABC的半径R=10 cm,直径AB与水平屏幕MN垂直并与A点接触。由红光和紫光两种单色光组成的复色光沿半径方向射向圆心O,已知该介质对红光和紫光的折射率分别为、。
(1)求红光和紫光在介质中传播的速度比;
(2)若逐渐增大复色光在O点的人射角,使AB面上刚好只有一种色光射出,求此时入射角的大小及屏幕上两个亮斑的距离。
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如图所示,两竖直且正对放置的导热气缸底部由细管道(体积忽略不计)连通,两活塞a、b用刚性轻杆相连,可在两气缸内无摩擦地移动。上下两活塞(厚度不计)的横截面积分别为S1=10 cm2、S2=20 cm2,两活塞总质量为M=5 kg,两气缸高度均为H=10 cm。气缸内封闭有一定质量的理想气体,系统平衡时活塞a、b到气缸底部距离均为l=5 cm(图中未标出)。已知大气压强为P0=1.0×105Pa,环境温度为T0=300K,重力加速度g取10 m/s2。
(1)若缓慢升高环境温度,使活塞缓慢移到一侧气缸的底部,求此时环境温度;
(2)若保持温度不变,用竖直向下的力缓慢推活塞b,在活塞b由开始运动到气缸底部过程中,求向下推力的最大值。
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