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如图,一艘帆船静止在湖面上,帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面4m的湖底P点...

如图,一艘帆船静止在湖面上,帆船的竖直桅杆顶端高出水面3m。距水面4m的湖底P点发出的激光束,从水面出射后恰好照射到桅杆顶端,该出射光束与竖直方向的夹角为53°(取sin53°=0.8)。已知水的折射率为

1)求桅杆到P点的水平距离;

2)船向左行驶一段距离后停止,调整由P点发出的激光束方向,当其与竖直方向夹角为45°时,从水面射出后仍然照射在桅杆顶端,求船行驶的距离。

 

(1)7m;(2)5.5m。 【解析】 (1)设光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为,到P点的水平距离为,桅杆高度为,P点处水深为;激光束在水中与竖直方向的夹角为,由几何关系有 由折射定律有 设桅杆到P点的水平距离为,则 联立方程并代入数据得 (2)设激光束在水中与竖直方向的夹角为时,从水面出射的方向与竖直方向夹角为,由折射定律有 设船向左行驶的距离为,此时光束从水面射出的点到桅杆的水平距离为,到P点的水平距离为,则 联立方程并代入数据得  
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一简谐横波沿x轴正方向传播,在t=时刻,该波的波形图如图(a)所示,PQ是介质中的两个质点。图(b)表示介质中某质点的振动图像。下列说法正确的是

A. 质点Q的振动图像与图(b)相同

B. t=0时刻,质点P的速率比质点Q的大

C. t=0时刻,质点P的加速度的大小比质点Q的大

D. 平衡位置在坐标原点的质点的振动图像如图(b)所示

 

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小明设计的电磁健身器的简化装置如图所示,两根平行金属导轨相距l=0.50 m,倾角θ=53°,导轨上端串接一个R=0.05 Ω的电阻.在导轨间长d=0.56 m的区域内,存在方向垂直导轨平面向下的匀强磁场,磁感应强度B=2.0 T.质量m=4.0 kg的金属棒CD水平置于导轨上,用绝缘绳索通过定滑轮与拉杆GH相连.CD棒的初始位置与磁场区域的下边界相距s=0.24 m.一位健身者用恒力F=80 N拉动GH杆,CD棒由静止开始运动,上升过程中CD棒始终保持与导轨垂直.当CD棒到达磁场上边界时健身者松手,触发恢复装置使CD棒回到初始位置(重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8,不计其它电阻、摩擦力以及拉杆和绳索的质量).求:

(1)CD棒进入磁场时速度v的大小;

(2)CD棒进入磁场时所受的安培力FA的大小;

(3)在拉升CD棒的过程中,健身者所做的功W和电阻产生的焦耳热Q.

 

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如图所示,质量相等的物块AB叠放在水平地面上,左边缘对齐。ABB与地面间的动摩擦因数均为μ。先敲击AA立即获得水平向右的初速度,在B上滑动距离L后停下。接着敲击BB立即获得水平向右的初速度,AB都向右运动,左边缘再次对齐时恰好相对静止,此后两者一起运动至停下。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:

(1)A被敲击后获得的初速度大小vA

(2)在左边缘再次对齐的前、后,B运动加速度的大小aBaB'

 

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