在一次国际城市运动会中,要求运动员从高为H的平台上A点由静止出发,沿着动摩擦因数为滑u的道向下运动到B点后水平滑出,最后落在水池中。设滑道的水平距离为L,B点的高度h可由运动员自由调节(取g=10m/s2)。求:
(1)运动员到达B点的速度与高度h的关系;
(2)运动员要达到最大水平运动距离,B点的高度h应调为多大?对应的最大水平距离Smax为多少?
(3)若图中H=4m,L=5m,动摩擦因数u=0.2,则水平运动距离要达到7m,h值应为多少?
如图所示,两平行金属板E、F之间电压为U,两足够长的平行边界MN、PQ区域内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m、带电量为+q的粒子(不计重力),由E板中央处静止释放,经F板上的小孔射出后,垂直进入磁场,且进入磁场时与边界MN成60°角,最终粒子从边界MN离开磁场。求:(1)粒子在磁场中做圆周运动的半径r;(2)两边界MN、PQ的最小距离d;(3)粒子在磁场中运动的时间t。
如图所示,小物块A、B由跨过定滑轮的轻绳相连,A置于倾角为37°的光滑固定斜面上,B位于水平传送带的左端,轻绳分别与斜面、传送带平行。传送带始终以速度v0=2m/s向右匀速运动,某时刻B从传送带左端以速度v1=6m/s向右运动,经一段时间回到传送带的左端。已知A、B质量均为1kg,B与传送带间的动摩擦因数为0.2,斜面、轻绳、传送带均足够长,A不会碰到定滑轮,定滑轮的质量与摩擦均不计。g取 10m/s2,sin37°=0.6。求:⑴B向右运动的总时间;⑵B回到传送带左端时的速度;⑶上述过程中B与传送带间因摩擦产生的总热量。
(12分) 如图,等量异种点电荷,固定在水平线上的M、N两点上,有一质量为m、电荷量为+q(可视为点电荷)的小球,固定在长为L的绝缘轻质细杆的一端,细杆另一端可绕过O点且与MN垂直的水平轴无摩擦地转动,O点位于MN的垂直平分线上距MN为L处。现在把杆拉起到水平位置,由静止释放,小球经过最低点B时速度为v,取O点电势为零,忽略q对等量异种电荷形成电场的影响。求:(1)小球经过B点时对杆的拉力大小;(2)在+Q、-Q形成的电场中,A点的电势φA;(3)小球继续向左摆动,经过与A等高度的C点时的速度大小。
(9分)一个人最多能提起质量m0=20kg的重物。在倾角θ=15°的固定斜面上放置一物体(可视为质点),物体与斜面间动摩擦因数。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求人能够向上拖动该重物质量的最大值m。
如图甲所示,固定在水平桌边上的“ ”型平行金属导轨足够长,倾角为53º,间距L=2m,电阻不计;导轨上两根金属棒ab、cd的阻值分别为R1=2Ω,R2=4Ω,cd棒质量m1=1.0kg,ab与导轨间摩擦不计,cd与导轨间的动摩擦因数μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,整个导轨置于磁感应强度B=5T、方向垂直倾斜导轨平面向上的匀强磁场中。现让ab棒从导轨上某处由静止释放,当它刚要滑出导轨时,cd棒刚要开始滑动;g取10m/s2,sin37 º ="cos53" º =0.6,cos37 º =" sin53" º =0.8。 (1)在乙图中画出此时cd棒的受力示意图,并求出ab棒的速度; (2)若ab棒无论从多高的位置释放,cd棒都不动,则ab棒质量应小于多少? (3)假如cd棒与导轨间的动摩擦因数可以改变,则当动摩擦因数满足什么条件时,无论ab棒质量多大、从多高位置释放,cd棒始终不动?