如图所示,小球A系在细线的一端,线的另一端固定在O点,O点到水平面的距离为h.物块B质量是小球的5倍,置于粗糙的水平面上且位于O点正下方,物块与水平面间的动摩擦因数为.现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),反弹后上升至最高点时到水平面的距离为.小球与物块均视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,求物块在水平面上滑行的时间t.
22.(20分) 滑板运动是一项陆地上的“冲浪运动”,具有很强的观赏性。如图所示,abcdef为同一竖直平面内的滑行轨道,其中bc段水平,ab、dc和ef均为倾角q=37o的斜直轨道,轨道间均用小圆弧平滑相连(小圆弧的长度可忽略)。已知H1="5" m,L="15" m,H2="1.25" m,H3 =12.75 m,设滑板与轨道之间的摩擦力为它们间压力的k倍(k=0.25),运动员连同滑板的总质量m = 60kg。运动员从a点由静止开始下滑从c点水平飞出,在de上着陆后,经短暂的缓冲动作后只保留沿斜面方向的分速度下滑,接着在def轨道上来回滑行,除缓冲外运动员连同滑板可视为质点,忽略空气阻力,取g="l0" m/s2,sin37o=06,cos37o=08。求: (1)运动员从c点水平飞出时的速度大小v; (2)运动员在de着陆时,沿斜面方向的分速度大小v。; (3)设运动员第一次和第四次滑上ef道时上升的最大高度分别为hl和h4,则hl:h4等于多少?
20.(15分)如图所示,一根电阻为r、长度为L的金属棒CD垂直跨搁在位于水平面上的两条平行光滑金属导轨上,两导轨间距也是L,棒与导轨间接触良好,导轨电阻不计,导轨左端接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器,垂直导轨平面有竖直向下穿过平面的匀强磁场,磁感应强度为B。现使金属棒CD以v的速度向右匀速运动,求:(1)电阻R消耗的电功率; (2)电容器两极板的电量以及上极板的带电性质。
如图所示,在距离水平地面的虚线的上方有一个方向垂直于纸面水平向里的匀强磁场,磁感应强度B=1T。正方形线框的边长=0.2m、质量m=0.1kg,R=0.08Ω,物体A的质量M=0.2kg。开始时线框的边在地面上,各段绳都处于伸直状态,从如图所示的位置将A从静止释放。一段时间后线框进入磁场运动。当线框的边进入磁场时物体A恰好落地,此时轻绳与物体A分离,线框继续上升一段时间后开始下落,最后落至地面。整个过程线框没有转动,线框平面始终处于纸面,g取10m/s2。求: (1)线框从开始运动到最高点所用的时间; (2)线框落地时的速度大小; (3)线框进入和离开磁场的整个过程中线框产生的热量。
如图所示,劲度系数为k的轻质水平弹簧的左端固定在质量为mA=4m的物块A上,右端系一不可伸长的轻质细线,细线绕过轻质光滑的定滑轮后与质量为mB=2m的小物块B相连.物块A放在足够长的水平桌面上,它与桌面间的摩擦因数m,且知物块A与桌面的最大静摩擦力正好等于滑动摩擦力.滑轮以左的细线始终处于水平,整个系统当初处于静止状态.某时刻,一颗质量等于m的子弹以初速度v0水平击中物块A,并留在其中,物块A向前滑行一小段距离s而停下,此后将不再滑动.试求: (1)子弹击中物块A后的瞬时,物块A的速度. (2)物块A停下后,物块B加速度的最大值应为多少? (3)物块A停下后,物块B的最大速度.
“嫦娥一号”探月卫星的成功发射,实现了中华民族千年奔月的梦想。假若我国的航天员登上某一星球并在该星球表面上做了如下图所示的力学实验:让质量为m=1.0kg的小滑块以v0=1m/s的初速度从倾角为53°的斜面AB的顶点A滑下,到达B点后恰好能沿倾角为37°的斜面到达C点。不计滑过B点时的机械能损失,滑块与斜面间的动摩擦因数均为,测得A、C两点离B点所在水平面的高度分别为h1=1.2m,h2=0.5m。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计该星球的自转以及其他星球对它的作用。 (1)求该星球表面的重力加速度; (2)若测得该星球的半径为m,宇航员要在该星球上发射一颗探测器绕其做匀速圆周运动,则探测器运行的最大速度为多大?