如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。在起重机将质量m=5×103 kg的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a=0.2 m/s2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做vm=1.02 m/s的匀速运动。取g=10 m/s2,不计额外功。求:(1)起重机允许输出的最大功率; (2)重物做匀加速运动所经历的时间;(3)起重机在第2秒末的输出功率。
如图所示,置于圆形水平转台上的小物块随转台转动。若转台以某一角速度转动时,物块恰好与平台发生相对滑动。现测得小物块与转轴间的距离l=0.50m,小物块与转台间的动摩擦因数μ=0.20,设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2。 (1)画出小物块随转台匀速转动过程中的受力示意图,并指出提供向心力的力; (2)求此时小物块的角速度。
如图所示为跳台滑雪的示意图。一名运动员在助滑路段取得高速后从a点以水平初速度v0=15m/s飞出,在空中飞行一段距离后在b点着陆。若测得ab两点的高度差h=20m,不计空气阻力,g取10m/s2,求: (1)运动员在空中飞行的时间; (2)运动员在b点着陆前瞬间速度的大小。
(15分)如图所示,在光滑绝缘水平面上,质量为m的均匀绝缘棒AB长为L、带有正电,电量为Q且均匀分布。在水平面上O点右侧有匀强电场,场强大小为E,其方向为水平向左,BO距离为x0,若棒在水平向右的大小为QE/4的恒力作用下由静止开始运动。求: ⑴棒的B端进入电场L/8时的加速度大小和方向; ⑵棒在运动过程中的最大动能; ⑶棒的最大电势能。(设O点处电势为零)
(12分)如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的轨道MNP,其形状为半径R=1.0m圆环剪去了左上角120°的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的数值距离是h=2.4m。用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点,用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放,物块通过B点后做匀变速运动,其位移与时间的关系为x=6t-2t2,物块飞离桌面后恰好由P点沿切线落入圆轨道(不计空气阻力,g取10m/s2)。求: ⑴物块m2过B点时的瞬时速度vB及与桌面间的滑动摩擦因数μ; ⑵若轨道MNP光滑,物块m2经过轨道最低点N时对轨道的压力FN;=×-· ⑶若物块m2刚好能到达轨道最高点M,则释放m2后整个运动过程中其克服摩擦力做的功W。
(16分)一个物体放在足够大的水平地面上,图甲中,若用水平变力拉动,其加速度随力变化图像为图乙所示。现从静止开始计时,改用图丙中周期性变化的水平力F作用(g取10m/s2)。求: ⑴物体的质量及物体与地面间的动摩擦因数; ⑵若在周期性变化的力F作用下,物体一个周期内的位移大小; ⑶在周期性变化的力作下,21s内力F对物体所做的功。