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
小球和的质量分别为 和,且>。在某高度处将和先后从静止释放。小球与水平地面碰撞后向上弹回,在释放处的下方与释放处距离为的地方恰好与正在下落的小球发生正碰。设所有碰撞都是弹性的,碰撞时间极短。求小球、碰撞后上升的最大高度。
如图,为竖直面内一固定轨道,其圆弧段与水平段相切于、端固定一竖直挡板。相对于的高度为,长度为。一木块自端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在段的摩擦可忽略不计,物块与段轨道间的滑动摩擦因数为,求物块停止的地方与点距离的可能值。
质量为的物体在水平推力的作用下沿水平面作直线运动,一段时间后撤去,其运动的图像如图所示。取,求:
(1)物体与水平面间的运动摩擦系数; (2)水平推力的大小; (3)内物体运动位移的大小。
如图,为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中段是水平的,段为半径的半圆,两段轨道相切于点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小。一不带电的绝缘小球甲,以速度沿水平轨道向右运动,与静止在点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为,乙所带电荷量,取。(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移) (1) 甲乙两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求乙在轨道上的首次落点到点的距离;
(2)在满足(1)的条件下。求的甲的速度;
(3)若甲仍以速度向右运动,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到点的距离范围。
如图1所示,宽度为的竖直狭长区域内(边界为),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示),电场强度的大小为,表示电场方向竖直向上。时,一带正电、质量为的微粒从左边界上的点以水平速度射入该区域,沿直线运动到点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的点。为线段的中点,重力加速度为。上述为已知量。
(1)求微粒所带电荷量和磁感应强度的大小;
(2)求电场变化的周期; (3)改变宽度,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求的最小值。