如图所示,杆长为L,杆的一端固定一个质量为m的小球,杆的质量忽略不计,整个系统绕杆的另一端在竖直平面内做圆周运动,求:(1) 小球在最高点A时速度vA为多大时,才能使杆对小球m的作用力为零?(2) 小球在最高点A时,杆对小球的作用力F为拉力,且大小F=mg,则小球此时的速度是多少?(3) 如m=0.50kg,L=0.5m,vA=0.4m/s,则在最高点A时,杆对小球的作用力是多大?是推力还是拉力?
(15分)质量为m的物体,放在倾角为300的斜面上,恰能匀速下滑。在大小为F的水平向右的恒力作用下,沿斜面匀速向上滑行,如图所示。当斜面倾角增大并超过某一值时,不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行,试求这一临界角的大小?
(15分)钚的放射性同位素静止时衰变为铀核和α粒子,并放出能量为0.097 MeV的γ光子,其它的能量都转化为和α粒子的动能.已知:、和α粒子的质量分别为mPu=239.0521u、mU=235.0439u和mα=4.0026u,1u=931.5 MeV/c2. (1)写出衰变方程. (2)求α粒子的动能(忽略γ光子的动量).
在某市区内,一辆小汽车在平直公路上以速度vA向东匀速行驶,一位观光游客正由南向北从斑马线上横过马路,汽车司机发现前方有危险(游客正在D处向北走)经0.7s作出反应,从A点开始紧急刹车,但仍将正步行至B处的游客撞伤,该汽车最终在C处停下.为了清晰了解事故现场,现以下图示之:为了判断汽车司机是否超速行驶,并测出肇事汽车速度vA,警方派一车胎磨损情况与肇事车相当的车以法定最高速度vm=14.0m/s行驶在同一马路的同一地段,在肇事汽车的出事点B急刹车,恰好也在C点停下来.在事故现场测得AB=17.5m、BC=14.0m、BD=2.6m,问: (1)该肇事汽车的初速度vA是多大? (2)游客横过马路的速度是多大?
(12分)如图所示,同一竖直线的A、B两点,固定有等质量异种点电荷,电荷量为q,正、负如图所示,△ABC为一等边三角形(边长为L),CD为AB边的中垂线,且与右侧竖直光滑1/4圆弧轨道的最低点C相切,已知圆弧的半径为R,现把质量为m带电荷量为+Q的小球(可视为质点)由圆弧的最高点M静止释放,到最低点C时速度为v0。已知静电力常量为k,现取D为电势零点,求: (1)在等量异种电荷的电场中,M点的电势φM; (2)在最低点C轨道对小球的支持力FN为多大?
、如图所示,在竖直面内有固定轨道ABCDE,其中BC是半径为R的四分之一圆弧轨道,AB(AB>R)是竖直轨道,CE是足够长的水平轨道,CD>R。AB与BC相切于B点,BC与CE相切于C点,轨道的AD段光滑,DE段粗糙且足够长。一根长为R的轻杆两端分别固定有质量均为m的相同小球P、Q(视为质点),将轻杆锁定在图示位置,此位置Q与B等高。现解除锁定释放轻杆,轻杆将沿轨道下滑,Q球经过D点后,沿轨道继续滑行了3R而停下。重力加速度为g。求: (1)P球到达C点时的速度大小v1; (2)两小球与DE段轨道间的动摩擦因数; (3)Q球到达C点时的速度大小v2。