2010年4月15日,奥地利施第里尔州高空2000米处进行了极其危险的特技表演项目,场面震撼和令人揪心.如右图所示,若跳伞运动员做低空跳伞表演,他在离地面224m高处,由静止开始在竖直方向做自由落体运动.一段时间后,立即打开降落伞,以12.5m/s2的平均加速度匀减速下降,为了运动员的安全,要求运动员落地速度最大不得超过5m/s(g取10m/s2).求运动员展开伞时,离地面高度至少为多少?着地时相当于从多高处自由落下?
8月中旬,代号“突击-2013”的陆军航空兵实兵演习在粤东某海域举行.图为轰炸机在海平面上空进行投弹训练的示意图,轰炸机沿水平方向做匀加速直线运动.当轰炸机飞经观察点B点正上方A点时投放第一颗炸弹,经时间T炸弹落在观察点B正前方L1处的C点,与此同时轰炸机投放出第二颗炸弹,最终落在距观察点B正前方L2处的D点,且L2=3L1,空气阻力不计.求: ⑴轰炸机投弹时离地面的高度h; ⑵第一颗炸弹落在C点时速度的大小; ⑶两次投弹时间间隔T内飞机飞行距离大小.
如图所示,质量为m=kg的小球置于倾角为30°的光滑固定斜面上,劲度系数为k=200N/m的轻弹簧一端系在小球上,另一端固定在P点,小球静止时,弹簧与竖直方向的夹角为30°.取g=10m/s2.求: ⑴小球对斜面的压力的大小; ⑵弹簧的伸长量; ⑶弹簧被剪断的瞬间,小球的加速度.
一物体在水平推力F=15N的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图所示.g取10m/s2,求: ⑴ 0~4s和4~6s物体的加速度大小; ⑵物体与水平面间的动摩擦因数μ和物体的质量m; ⑶在0~6s内物体运动平均速度的大小.
(16分)如图(a)所示,斜面倾角为370,一宽为l=0.43m的有界匀强磁场垂直于斜面向上,磁场边界与斜面底边平行.在斜面上由静止释放一正方形金属线框,线框沿斜面下滑,下边与磁场边界保持平行.取斜面底边重力势能为零,从线框开始运动到恰好完全进入磁场的过程中,线框的机械能E和位移s之间的关系如图(b)所示,图中①、②均为直线段.已知线框的质量为m=0.1kg,电阻为R=0.06Ω,重力加速度取g=l0m/s2.求: (1)金属线框与斜面间的动摩擦因数; (2)金属线框刚进入磁场到恰完全进入磁场所用的时间; (3)金属线框穿越磁场的过程中,线框中产生的最大电功率: (4)请在图(c)中定性地画出金属线框从开始运动到完全穿出磁场的过程中,线框ab边两端的电势差Uab随时间t变化的图像.
(15分)如图所示的坐标系中,第一象限内存在与x轴成300角斜向下的匀强电场,电场强度E=400N/C;第四象限内存在垂直于纸面向里的有界匀强磁场,x轴方向的宽度OA=20cm,轴负方向无限大,磁感应强度B=1×10-4T.现有一比荷为=2×1011C/kg的正离子(不计重力),以某一速度v0从O点射入磁场,α=600,离子通过磁场后刚好从A点射出,之后进入电场. (1)求离子进入磁场B的速度v0的大小; (2)离子进入电场后,经多少时间再次到达x轴上; (3)若离子进入磁场B后,某时刻再加一个同方向的匀强磁场使离子做完整的圆周运动,求所加磁场磁感应强度的最小值.