消防队员为缩短下楼时间,往往抱着一根竖直杆直接滑下.假设一名质量为60 kg的消防队员从离地面18 m的高度抱着竖直的杆先做自由落体运动,下降7.2m后立即抱紧直杆,做匀减速下滑.已知消防队员着地时的速度是6 m/s,抱紧直杆时,手和腿对杆的压力为1800 N,手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5,设当地的重力加速度 g=10 m/s2.假设杆是固定在地面上的,杆在水平方向不移动.试求:(1)消防队员下滑过程中的最大速度(2)消防队员下滑过程中受到的滑动摩擦力(3)下滑总时间
绳系着装水的水桶,在竖直平面内做圆周运动,水的质量m = 0.5kg,绳长L = 40cm,求: (1)桶的速率为3m/s时,桶在最高点时水能不能流出? (2)水对桶底的压力为15N时,桶在最高点速率v2=?
有一质量为1 kg的小球穿在长为12.5 m的轻杆顶部,如图所示,轻杆与水平方向成θ=37°.由静止释放小球,经过5 s小球到达轻杆底端,试求: (1)小球与轻杆之间的动摩擦因数; (2)在竖直平面内给小球施加一个垂直于轻杆方向的恒力,使小球释放后加速度为2m/s2,此恒力大小为多少?
(13分)如图所示,一工件置于水平地面上,其AB段为一半径R=1.0 m的光滑圆弧轨道,BC段为一长度L=0.5 m的粗糙水平轨道,二者相切于B点,整个轨道位于同一竖直平面内,P点为圆弧轨道上的一个确定点.一可视为质点的物块,其质量m=0.2 kg,与BC间的动摩擦因数μ1=0.4。工件质量M=0.8 kg,与地面间的动摩擦因数μ2=0.1。(取g=10 m/s2) (1)若工件固定,将物块由P点无初速度释放,滑至C点时恰好静止,求P、C两点间的高度差h. (2)若将一水平恒力F作用于工件,使物块在P点与工件保持相对静止,一起向左做匀加速直线运动. ①求F的大小. ②当速度v=5m/s时,使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移),物块飞离圆弧轨道落至BC段,求物块的落点与B点间的距离。
(9分) 空间有一匀强电场,电场方向与纸面平行。一带正电,电量为q,质量为m的小球(重力不计),在恒定拉力F的作用下沿虚线以速度由M匀速运动到N,如图所示.已知力F和MN间夹角为,MN间距离为L,则: (1)匀强电场的电场强度大小为多少? (2)MN两点的电势差为多少? (3)当带电小球到达N点时,撤去外力F,则小球回到过M点的等势面时的动能为多少?
(9分) 如图所示,在空间中存在垂直纸面向外、宽度为d的有界匀强磁场.一质量为m,带电荷量为q的粒子自下边界的P点处以速度v沿与下边界成30°角的方向垂直射入磁场,恰能垂直于上边界射出,不计粒子重力,题中d、m、q、v均为已知量.则: (1)粒子带何种电荷? (2)磁场的磁感应强度为多少?