某健身游戏过程可简化为以下物理模型。在平静的水面上,有一长L=12m的木船,木船右端固定一直立桅杆,木船和桅杆的总质量m1=200kg,质量为m2=50kg的人立于木船左端,开始时木船与人均静止,若人匀加速向右奔跑(没有打滑)到右端并立即抱住桅杆,经历的时间是t=2s,船运动中受到水的阻力是船(包括人)总重的0.1倍,g取10m/s2,求:从人起跑到抱住桅杆之前的过程中。(1)在图中画出人的受力示意图;(2)船的位移大小;(3)人至少要做多少功。
如图所示,木槽A质量为,置于水平桌面上,木槽上底面光滑,下底面与桌面间的动摩擦因数为,槽内放有两个滑块B和C(两滑块都看作质点),B、C的质量分别,现用这两个滑块将很短的轻质弹簧压紧(两滑块与弹簧均不连接,弹簧长度忽略不计),此时B到木槽左端、C到木槽右端的距离均为L,弹簧的弹性势能为。现同时释放B、C两滑块,并假定滑块与木槽的竖直内壁碰撞后不再分离,且碰撞时间极短,求: (1)B、C与弹簧分离后,B、C的速度 (2)滑块B与槽壁第一次碰撞后的共同速度v1和滑块C与槽壁第二次碰撞后的共同速度v2; (3)整个运动过程中,木槽与桌面因摩擦产生的热量Q
在光滑水平面上有一质量m=1.0×10kg、电量q=1.0×10C的带正电小球,静止在O点。以O点为原点,在该水平面内建立直角坐标系Oxy。现突然加一沿X轴正方向、场强大小E=2.0×106V/m的匀强电场,使小球开始运动。经过1.0s,所加电场突然变为沿y轴正方向,场强大小仍为E=2.0×106V/m的匀强电场。再经过1.0s,所加电场又突然变为另一个匀强电场,使小球在此电场作用下经1.0s速度变为零。求此电场的方向及速度变为零时小球的位置。
图中虚线MN是一垂直纸面的平面与纸面的交线,在平面右侧的半空间存在一磁感强度为B的匀强磁场,方向垂直纸面向外。O是MN上的一点,从O点可以向磁场区域发射电量为+q、质量为m、速率为v的粒子,粒子射入磁场时的速度可在纸面内各个方向。已知先后射入的两个粒子恰好在磁场中给定的P点相遇,P到O的距离为L。不计重力及粒子间的相互作用。 (1)求所考察的粒子在磁场中的轨道半径。 (2)求这两个粒子从O点射入磁场的时间间隔。
质量为0.1 kg的弹性小球从高1.25 m处自由下落至一光滑而坚硬的水平板上,碰撞后弹回到0.8 m高处,求: (1)小球与水平板碰撞前后的动量;(2)小球与水平板碰撞前后的动量变化。(g="10" m/s2)
如图所示,总质量为m的飞船绕地球在半径为的圆轨道I上运行,要进入半径为的更高的圆轨道II,必须先加速进入一个椭圆轨道III,然后再进入圆轨道II。轨道I、III相切于A点。已知飞船在圆轨道II上运动速度大小为,在A点通过发动机向后以速度大小为(对地)喷出一定质量气体,使飞船速度增加到进入椭圆轨道III。(已知量为)求: (1)飞船在轨道I上的速度;(2)发动机喷出气体的质量。