在一次消防演习中,质量为60kg的消防员欲到达距离楼顶l=40m处的房间。如图所示,他沿一条竖直悬垂的轻绳从静止开始匀加速下滑下滑时受到的摩擦力f大小为300N, 当他滑到该房间的窗户A处时,突然停止下滑,同时用脚踢开窗户,自己反弹了一下,然后进入窗内。(取g=10m/s2),求(1)消防员沿绳子下滑时的加速度?(2)消防员从开始下滑到刚进入窗内共用了多长时间?
如图甲,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑斜面,一劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定在斜面底端,弹簧处于自然状态。一质量为m的滑块从距离弹簧上端为s0处由静止释放,设滑块与弹簧接触过程中没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内(不计空气阻力,重力加速度大小为g)。(1)求滑块与弹簧上端接触瞬间的动能;(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm,求此时弹簧所具有的弹性势能;(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中定性画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间的关系图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,vm是题中所指的物理量。(本问不要求写出计算过程)
一个质量为m带电量为q的小球,以初速度v0自离地面h高度处水平抛出。重力加速度为g,空气阻力忽略不计。(1)求小球自抛出到第一次落地点P的过程中发生的水平位移x的大小。(2)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,发现小球以相同方式水平抛出后做匀速直线运动,请判断电场的方向并求出电场强度E的大小。(3)若在空间再加一个垂直纸面的匀强磁场,发现小球以相同方式水平抛出后第一次落地点仍然是P。已知OP间的距离大于h,请判断磁场的方向并求出磁感应强度B的大小。
频闪照相是研究物理问题的重要手段。如图所示是某同学研究一质量为m=0.5kg的小滑块从光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑动时的频闪照片。已知斜面足够长,倾角α=37°,闪光频率为10Hz。经测量换算获得实景数据:sl=s2=40cm,s3=35cm,s4=25cm,s5=15cm。(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),设滑块通过平面与斜面连接处时没有能量损失。求(1)滑块沿水平面运动的速度大小;(2)滑块沿斜面向上运动的加速度及向上运动的最大距离;(3)试判断滑块在斜面上运动到最高点后,能否自行沿斜面下滑,并说明理由。
如图所示,在第一、二象限存在场强均为E的匀强电场,其中第一象限的匀强电场的方向沿x轴正方向,第二象限的电场方向沿x轴负方向。在第三、四象限矩形区域ABCD内存在垂直于纸面向外的匀强磁场,矩形区域的AB边与x轴重合。M点是第一象限中无限靠近y轴的一点,在M点有一质量为m、电荷量为e的质子,以初速度v0沿y轴负方向开始运动,恰好从N点进入磁场,若OM=2ON,不计质子的重力,试求:(1)N点横坐标d;(2)若质子经过磁场最后能无限靠近M点,则矩形区域的最小面积是多少;(3)在(2)的前提下,该质子由M点出发返回到无限靠近M点所需的时间。
如图所示,倾角为θ的固定斜面的底端有一挡板M,轻弹簧的下端固定在挡板M上,在自然长度下,弹簧的上端在O位置。质量为m的物块A(可视为质点)从P点以初速度v0沿斜面向下运动,PO=x0,物块A与弹簧接触后将弹簧上端压到O'点位置,然后A被弹簧弹回。A离开弹簧后,恰好能回到P点。已知A与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度用g表示。求:(1)物块A运动到O点的速度大小;(2)O点和O'点间的距离x1;(3)在压缩过程中弹簧具有的最大弹性势能EP。