(16分)如图所示,内壁光滑的半径为R的圆形轨道,固定在竖直平面内,质量为m1小球静止在轨道最低点,另一质量为m2的小球(两小球均可视为质点)从内壁上与圆心O等高的位置由静止释放,到最低点时与m1发生弹性碰撞,求:(1)小球m2运动到最低点时的速度大小;(2)碰撞后,欲使m1能沿内壁运动到最高点,则m2/m1应满足什么条件?
如图甲所示,可视为质点的物块A、B放在倾角为37°、长L=2m的固定斜面上,斜面处在某一电场中,电场强度方向沿斜面向上,场强大小与到斜面底端O的距离关系如图乙所示,物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5.A与B紧靠在一起,物块的质量分别为mA=0.8kg、mB=0.4kg.其中A不带电,B的带电量为qB=+4×10-5C,且保持不变.开始时两个物块均能保持静止,且与斜面间均无摩擦力作用.现给A施加一平行于斜面向上的力F,使A在斜面上作加速度大小为a=2m/s2的匀加速直线运动.经过时间t0物体A、B分离并且力F变为恒力,求:(1)未施加力F时物块B与原点O的距离;(2)t0时间内A上滑的距离;(3)t0时间内电场力做的功.
如图所示,足够长的木板B静止在光滑水平地面上.小滑块A静止放在木板B的左端,已知mA=1kg、mB=2kg、滑块A与木板B间的动摩擦因数,现对小滑块A施加一个竖直平面内斜向右上方大小为10N的外力F,且F作用3s后撤去.若图中,问:(1)施加外力F时,滑块A及木板B加速度大小分别为多少?(2)最终滑块A、木板B会一起在光滑水平面上做匀速运动,它们匀速运动的速度为多少?(3)整个过程A、B组成的系统由于摩擦产生的内能是多少?
如图所示,是一摩托车特技表演的轨道示意图。AB是距地面高为H的平台上的水平加速轨道,其长度为L,CD是半径为R的竖直光滑圆弧轨道,CD轨道在最低点D与水平面相切,D点恰好又是紧接的竖直光滑圆形轨道的入口,该圆形轨道的出口与右侧水平减速轨道EF光滑相接。假设某总质量为m的摩托车(可视为质点)由A点从静止开始沿AB轨道做匀加速直线运动,到达B端时关闭发动机后水平飞出,刚好从C点沿切线方向进入圆弧轨道,运动过程中恰能通过圆形轨道的最高点P,最后从E点进入减速轨道直到停止。已知重力加速度为g,不计空气阻力。试求: (1)摩托车在AB轨道上的加速度a; (2)竖直圆形轨道的半径;
如图所示,在水平向右的匀强电场中,用长为L的绝缘丝线悬挂一质量为m的带电小球。当小球静止于A点时,丝线与竖直方向成(=30º角。已知电场强度大小为E,重力加速度为g。 (1)试判断小球的带电性质; (2)求小球所带的电荷量q; (3)若将小球从丝线与竖直方向成=60º角的P处(丝线拉直)静止释放,求小球经过悬点O的正下方的最低点时丝线对小球的拉力大小。
某日一辆警车正停在高速公路边执勤,10时12分50秒,警员发现有一辆非法改装的油罐车正以υ=20m/s的速度从他旁边匀速驶过,于是他决定开车前去拦截;10时12分54秒警车从静止开始以4m/s2的恒定加速度启动,警车达到最大速度=24m/s后,保持该速度匀速行驶。假设追赶过程中油罐车的速度保持不变。试问:(1)警车在追赶非法改装油罐车的过程中,两车间的最大距离是多少?(2)警车启动后需多长时间才能追上该非法改装油罐车?