3.一艘小船在静止水中的速度为3m/s,一个船夫要驾此船渡河,同时需要在渡河时走过的距离最短.问在下面的情况下,船夫应该选择向哪个方向划船?
(i):水流速度2m/s;
(ii):水流速度4m/s.假设水流速度在各处都相同.4.地上铺着一张长而薄的柔软地毯.地毯的一端折起,以恒定的速度将折起的一端向后拉,覆盖在地毯静止的部分之上.求地毯被拉起的部分质心的速度.如果地毯具有单位长度和单位质量,求拉动地毯运动部分所需的最小力量.
5.4只蜗牛在一个非常大的平台上各自做匀速直线运动,其运动路径的方向是随机的(但是没有平行的,也就是说任何两只蜗牛都可能相遇),但是没有任何两条以上的蜗牛路径会相交于一点.如果(3×4)/2=6次可能相遇中的5次已经发生,我们是否可以预言第六次相遇也会发生?
6.两条各20g的扁虫子爬一堵非常薄的墙,墙高10cm.一条虫子长20cm,另一条宽一些但长度只有10cm,当两条虫子的中点正好在墙头上的时候,哪一只克服重力做的功多一些?两条虫子做功总量的比是多少?
7.一个身高2m的人从湖边高25m的平台上蹦极,弹性绳的一端系在他的脚上,另一端固定在平台上,他从静立开始下落.弹性绳的长度和弹性选择为恰好当他的头触及湖
面时,其速度减小为零.最终静止时,人的头高于水面8m(i)求没有被拉伸时的绳长.
(ii)求在跳下过程中的最大速度和加速度.
8.一座冰山呈尖端向上的正金字塔形,露出水面10m高.忽略水的运动造成的影响,求冰山做小幅度上下振动的周期.冰的质量密度为900kg/m3.
9.汽车上用来悬吊4轮的弹簧相同.假设汽车车体为刚体,当它的右前轮停在8cm高的人行道上时,车体在每个轮子处升高多少?如果两个右侧的轮子都停在人行道上呢?结论和车上坐了多少人以及人坐的位置有没有关系?10.在维克多·雨果的小说《悲惨世界》中,主人公冉阿让是一个逃犯,他有能力利用两面直角相交的墙的墙角爬上墙头.求他在爬墙时最小需要用多大的力来推墙?同时,求他要完成这项技艺,他和墙面之间可能的最小摩擦系数.
11.一个由两个不一样的匀质半球粘在一起的球,在一个与水平面成30°角的斜面上能否保持平衡么?
12.一个小弹性球竖直落到长的倾斜平面上,平面和水平面间的夹角为α,球相邻落地点之间的距离是否成等差级数增加?假设碰撞是完全弹性的,空气阻力可以忽略不计.
13.仓鼠的笼子是一个转轮,笼子有一个无摩擦的中轴.一个水平的平台固定在中轴之下,初始状态时,仓鼠在平台的一端.当平台被释放时,仓鼠开始跑,因为仓鼠的运动,平台和轮子保持相对固定,确定仓鼠是怎么运动的
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14.一辆支撑着的自行车,能够前后运动但不会翻倒.自行车的脚踏板在最高和最低的位置.一个学生蹲在车旁边,给在最低位置的脚踏板一个水平向后的力,问
(i)自行车向哪个方向运动?
(ii)飞轮转动的方向和后轮转动的方向相同还是相反?(iii)较低的踏板相对地面如何运动?
16.如果双子星的两个质量都等于太阳的质量,它们间的距离等于太阳和地球之间的距离,那么它们的周期是多少?
17.(i)将一颗地球卫星送上圆形轨道所需要的最小发射速度是多少?(ii)将地球卫星送入两极轨道所需的能量要比赤道轨道高多少倍?(iii)空间探测器离开地球引力场需要多大的初始速度?(iv)对空间探测器而言,是离开太阳系需要的能量大还是撞击太阳需要的能量大?
19.一个1cm3的钢球在一个装满蜂蜜的罐子里,以1cm/s速度下沉.蜂蜜密度为2g/cm3,则蜂蜜的动量为?
20.温度为T的气体装在初始温度为T1的容器中,是当T1
>T的时候,气体作用在容器壁上的压力较大?
21.两个相同的铁环,一个立在热绝缘的板上,另一个悬吊在热绝缘的线上.传给两个铁环等量的热能,问哪一个温度高一些?
22.学生A和B,住在大学宿舍的相邻寝室.为了节约,他们将天花板上的灯串联了起来,商定双方都安装100W的灯泡,电费平分.但是双方都希望能让对方多付钱而使自己获得更好的照明,其中A安装了200W的灯泡,而B安装了50W的灯泡.请问在最后的期末测试中谁考得不好?
2
么样子?
滑动它们之间由一根轻质的长度为
23.如果电压U的电池接在黑箱的I端,如图,则接在II端的伏特计的读数为U/2.如果电池接在II端,则I端的伏特计读数为U.已知黑箱中只有无源的电器元件,问是什24.一桶水用绳子悬挂在固定点上U水桶处于运动状态,整个系统像钟摆一样摆动.然而,水桶是漏的,桶中的水慢慢从底部漏出.问随着水的流失,摆的周期怎样变化?
25.一个空的烧杯质量为100g,半径为30mm,烧杯壁厚忽略不计,其重心高于底面100mm.问当烧杯中注入多少水的时候,烧杯处于最稳定的状态?
26.鱼汤盛在半径为40cm的半球形铜碗内.铜碗放在湖水中冷却,它漂浮在水上,浸入水中10cm.碗沿上的一点用链子固定,向上拉起10cm,问水是否会流入碗中.
27.一个装满水的容器底部有一个半径为r的孔,孔由一个质量为m、半径为R>r的球堵住.容器中的水慢慢减少,当达到一个确定值h0时,球从孔处升起,求h0?
28.肥皂泡中充满了氦气,漂浮在空气中,问肥皂泡的壁和其中充的氦气哪个更重?
29.水通过浸润可以在毛细管壁中上升到高度H.三个“绞架”形的毛细管a,b和c使用相同的管子制成,管子的一端放入盛满水的大盘子,如图.问水会从毛细管的另一端流出么?
30.一个充电的球形电容,由于绝缘层的轻微漏电而缓慢地放电.问放电的电流产生的磁场大小和方向如何?
31.一个充电的导体球做辐射方向的“脉动”,即其半径周期性地以固定的幅度变化(如图).球表面上的电荷,作用和偶极天线相同,发出电磁辐射.问球发出的辐射是怎样的?
32.男子跳高世界纪录保持者,在月球上室内能跳多高?33.小钢球B停放在高1m的桌边上,另一个钢球A作为一个1m长的单摆的摆锤,从单摆悬挂点的平面自由释放,并撞击B球,如图所示.两个球的质量是相同的,碰撞是完全弹性的.考察B的运动直到它首次碰到地面:
34.一个小摆锤固定在一根长50cm的绳子的一端.作为绳子的另一端做适当受迫运动的结果,摆锤以均匀速度3m/s做半径为50cm的竖直圆周运动.画出圆周轨道以15°为单位间隔,绳子两端的运动轨迹,在相同的端注明各点.
37.最大与地面成什么角度抛出石头,才能使石头在运动过程中始终远离抛掷石头的人?
38.一根直径20cm的树干平放在水平的地上.一只懒惰的蚱蜢想跳过树干,求蚱蜢满足条件的最小离地速度.
39.一根直的刚性毛发平放在光滑的桌面上,毛发的两端都坐着一只跳蚤.如果毛发的质量M不是远远大于跳蚤的质量m,它们能否同时以相同的速度和起跳角度起跳,变换位置而不在半空中撞在一起?
40.一个喷泉有一个小的半球形的喷嘴,位于水池中水的表面,如图.玫瑰上有很多平均分布的小洞,通过这些小洞,水以相同的速度向不同的方向射出.喷头形成的水“钟”的形状是怎样的?
41.一个质量为m,带电量为Q的粒子,受到重力和均匀水平电场(场强为E)力的合力作用.粒子以速度v从平行于场强的竖直平面上抛出,与水平面间的夹角为θ,求粒子在回到初始点水平高度前,在水平方向上行进的最大距离
42.一根均匀的棍子,质量为m,长度为l,其两端被两个食指水平支撑着.缓慢地移动两个手指,使它们在棍子的质心汇合,棍子在这个食指或者那个食指上滑动.若静摩擦系数为静μs,动摩擦系数为动μk,在此过程中手指做了多少功?
43.四块相同的砖叠放在桌边.是否可能将它们水平滑动,使得最上面的砖能够突出到全部砖体在桌外?如果砖的个数可以任意增加,最上面的砖位移的理论极限是什么?
44.一块板,沿中线折成直角,放置在水平固定的半径为R的圆柱体上,如图.圆柱体和板之间的静摩擦系数需要有多大,才能使板子不滑开?
45.两个质量为m1和m2的塑料球叠放在一起(之间有很小的空隙),然后一起落在地面上.比率m1/m2为多大时,上面的小球最终获得总能量中的部分最大?要使上面的小球弹起得最高,质量的比率需为多少?
46.一个玩具由三个悬挂着的钢球组成,球的质量分别为M、μ和m,球的中心在同一水平面上.将质量为M的球在它们共同所在的平面上拉起,当其中心上升到h高度时释放.如果M≠m,所有的碰撞都是弹性的,则如何选择μ才能使质量为m的球上升到尽可能高的高度?(忽略多次碰撞)
48.两个相同的光滑小石块A和B在结冰的湖上自由.2L的弹性绳相连,弹