一个质量为m,带电量为-q的小物体,可在水平轨道Ox上运动,O端有一个与轨道垂直的竖直墙,轨道处于匀强电场中,场强大小为E,方向沿x轴正方向,如图所示,小物体以初速度v0从x0点沿Ox轨道运动,运动时受到大小不变的摩擦力f的作用,且f<Eq,设小物体与墙壁碰撞时不损失机械能,且电量保持不变,求它在停止运动前所通过的总路程。
如图所示,V形细杆AOB能绕其对称轴OO′转动,OO′沿竖直方向,V形杆的两臂与转轴间的夹角均为α=45°。两质量均为m=0.1kg的小环,分别套在V形杆的两臂上,并用长为l=1.2m、能承受最大拉力Fmax=4.5N的轻质细线连结,环与臂间的最大静摩擦力等于两者间弹力的0.2倍。当杆以角速度ω转到时,细线始终处于水平状态,取g=10m/s2。 (1)求杆转动角速度的最小值; (2)将杆的角速度从(1)问中求得的最小值开始缓慢增大,直到细线断裂,求细线断裂时转动的角速度; (3)求角速度从增大到的过程中杆对每个环所做的功。
我国北方地区近年来遭遇严重的沙尘暴天气,现把沙尘上扬后的情况简化为如下情景:v为竖直向上的风速,沙尘颗粒被扬起后悬浮在空中(不动),这时风对沙尘的作用力相当于空气不动而沙尘以速度 v竖直向下运动时所受的阻力。此阻力可用下式表达其中为一系数,A为沙尘颗粒的截面积,为空气密度。(球体体积) (1)若沙粒的密度,沙尘颗粒为球形,半径为r,地球表面处空气密度,试估算在地面附近上述v的最小值。 (2)假定空气密度随高度h的变化关系为其中为h处的空气密度,C为一常量,试估算当、扬沙稳定时的最大高度。(不考虑g随高度的变化)
在某中学举办的头脑奥林匹克竞赛中,有一个叫做“保护鸡蛋”的竞赛项目,要求制作一个装置,让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不被摔坏,如果没有保护,鸡蛋最多只能从0.1m的高度落到地面而不被摔坏;有一位同学设计了如图所示的一个装置来保护鸡蛋,用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋,A夹板和B夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍,现将该装置从距地面4m的高处落下,装置着地时间短且保持竖直不被弹起。取g=10m/s2,不考虑空气阻力,求: (1)如果没有保护,鸡蛋直接撞击地面而不被摔坏,其速度最大不能超过多少? (2)如果使用该装置,鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离x至少为多少米?(保留三位有效数字)
已知某型号摩托车可以恒定加速度a1=4m/s2启动做匀加速运动,刹车时最大加速度为a2=8m/s2,要求该摩托车由静止开始在昼量短的时间内走定一段s=218m的直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在到达弯道时行驶车速最大为v2=20m/s,以免因离心作用而偏出弯道。求: (1)摩托车在直道上的最大速度; (2)摩托车在直道上行驶所用的最短时间。
特战队员从悬停在空中离地235米高的直升机上沿绳下滑进行降落训练,某特战队员和他携带的武器质量共为80 kg,设特战队员用特制的手套轻握绳子时可获得200 N的摩擦阻力,紧握绳子时可获得1000 N的摩擦阻力,下滑过程中特战队员至少轻握绳子才能确保安全。g取10m/s2。求: (1)特战队员轻握绳子降落时的加速度是多大? (2)如果要求特战队员着地时的速度不大于5m/s,则特战队员在空中下滑过程中按怎样的方式运动所需时间最少,最少时间为多少?