在四川汶川抗震救灾中,一名质量为60 kg训练有素的武警战士从直升机上通过一根竖直的质量为20 kg的长绳由静止开始滑下。开始下滑处在离地面18 m高处,由于武警战士感到时间紧迫,想以最短的时间滑到地面,因此他开始让自己自由下落。已知该武警战士落地的速度不能大于6 m/s,以最大的力量紧握长绳可产生的最大加速度为5 m/s2;长绳的下端恰好着地,当地的重力加速度为g=10 m/s2.求武警战士下滑的最短时间和加速下滑的距离。(可以把武警看成质点)
如图所示,在一个密闭的车厢里,用一个定滑轮通过细绳悬挂两个物体m1=1kg和m2 =10kg,当车水平向右做匀加速直线运动时,m2静止在地板上,m1向左偏离与竖直方向成θ=37º角,求:(sin37º=0.6,cos37º=0.8, g=10m/s2) (1)绳上的张力; (2)车厢地板对m2的支持力; (3)车厢地板对m2的摩擦力。
某飞机着地时的速率为216km/h,随后匀减速滑行,滑行时飞机受空气和地面的阻力为其重力的0.2倍。飞机滑行时的加速度多大?机场的跑道至少要多长才能使飞机安全地停下来?(g=10 m/s2)
中心均开有小孔的金属板C、D与边长为d的正方形单匝金属线圈连接,正方形框内有垂直纸面的匀强磁场,大小随时间变化的关系为B=kt(k未知且k>0),E、F为磁场边界,且与C、D板平行。D板正下方分布磁场大小均为B0,方向如图所示的匀强磁场。区域Ⅰ的磁场宽度为d,区域Ⅱ的磁场宽度足够大。在C板小孔附近有质量为m、电量为q的正离子由静止开始加速后,经D板小孔垂直进入磁场区域Ⅰ,不计离子重力。(1)如果粒子只是在Ⅰ区内运动而没有到达Ⅱ区,那么粒子的速度v满足什么条件?(2)若改变正方形框内的磁感强度变化率k,离子可从距D板小孔为2d的点穿过E边界离开磁场,求正方形框内磁感强度的变化率k是多少?
如图所示,在水平向左匀强电场中,有一光滑半圆绝缘轨道竖直放置,轨道与一水平绝缘轨道MN连接,半圆轨道所在竖直平面与电场线平行,其半径R = 40cm。一带正电荷的小滑块质量为m =kg,已知小滑块所受电场力,且与水平轨道间的摩擦可忽略,取g = 10m/s2,求: (1)要小滑块恰能运动到圆轨道的最高点L,滑块应在水平轨道上离N点多远处释放?(2)这样释放的滑块通过P点时对轨道压力是多大?(P为半圆轨道中点)
如图所示,两根足够长的光滑金属导轨MN、PQ间距为l=0.5m,其电阻不计,两导轨及其构成的平面均与水平面成30°角。完全相同的两金属棒ab、cd分别垂直导轨放置,每棒两端都与导轨始终有良好接触,已知两棒的质量均为0.02kg,电阻均为R=0.1Ω,整个装置处在垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,磁感应强度为B=0.2T,棒ab在平行于导轨向上的力F作用下,沿导轨向上匀速运动,而棒cd恰好能保持静止。取g=10m/s2,问:(1)通过cd棒的电流I是多少?棒ab受到的力F多大?(2)棒cd每产生Q=0.1J的热量,力F做的功W是多少?