某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f. 轻杆向右移动不超过l时,装置可安全工作. 一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧,将导致轻杆向右移动l4. 轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦.
(1)若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x; (2)求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度vm; (3)讨论在装置安全工作时,该小车弹回速度v`和撞击速度v的关系.
如图所示,一倾角为θ=37o的绝缘斜面高度为h=3m,底端有一固定挡板,整个斜面置于水平向右匀强电场中,场强E=1×106N/C.现有一质量为m=0.2kg,电荷量为q=-1×10-6C的小物体,沿斜面顶端从静止开始下滑,小物体与斜面间的动摩擦因数为µ=0.2,且小物体与挡板碰撞时不损失机械能(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求: (1)小物体第一次与挡板碰撞前瞬间的动能; (2)小物体从静止开始下滑到最后停止运动通过的总路程s.
如图所示,质量m=2kg的物体静止于水平地面的A处,A、B间距L=20m.用大小为30N,沿水平方向的外力拉此物体,经t0=2S拉至B处.(取g=10m/s2) (1)求物体与地面间的动摩擦因数μ; (2)若在该外力作用下,使物体从A处由静止开始运动,作用一段时间后撤去,并能到达B处,求该力作用的最短位移.
如图所示,在竖直平面内有一平面直角坐标系xoy,第一、四象限内存在大小相等方向相反且平行于y轴的匀强电场。在第四象限内某点固定一个点电荷Q(假设该点电荷对第一象限内的电场无影响)。现有一质量为m=9×10-4kg,带电量为 q=3×10-12C的带电微粒从y轴上A 点(y=0.9cm)以初速度v0=0.8m/s垂直y轴射入第一象限经x轴上的B点进入第四象限做匀速圆周运动且轨迹与y轴相切(图中A、B及点电荷Q的位置均未标出)。不考虑以后的运动。(重力加速度g=10m/s2,静电力常量k=9.0×109Nm/C2、,、sin37°=0.6,cos37°=0.8) 试求:(1)点电荷通过B的速度(要求画出带点微粒运动轨迹) (2)点电荷Q的电荷量
如图所示,电源的电动势E=110V,电阻R1=21Ω,电动机线圈的电阻R0=0.5Ω,电键S1始终闭合。当电键S2断开时,电阻R1的电功率是525W;当电键S2闭合时,电阻R1的电功率是336W,求 (1)电源的内电阻; (2)当电键S2闭合时流过电源的电流和电动机的输出功率。
如图所示,质量为的汽车以恒定功率从点由静止出发,先沿着长度为,倾角为的斜面运动到(其受到的阻力为车重倍),随后沿着长度为的水平面运动到(其受到的阻力为车重倍)。若和足够长,汽车在、段最后均可达到匀速行驶。求: (1)汽车在段和段达到匀速行驶时,其速度和分别为多大?耗时分别为多少? (2)为了省油,汽车发动机在段至少还需工作多久才能到达点。 (3)若汽车可先沿着长度为的水平面运动(其受到的阻力为车重倍),随后沿着长度为,倾角为的斜面运动到点(其受到的阻力为车重倍)。为简单计,设,请问与原路径相比,哪个更省时,为什么?