(13分) 质量为m=2kg的木块,放在水平面上,它们之间的动摩擦因数μ=0.5,现对木块施F=20N的水平拉力,如图15所示。木块运动t=4s后撤去力F,直到木块停止(g=10m/s2)。求:(1)有拉力作用时木块的加速度为多大?(2)撤去拉力F时木块的速度为多大?(3)撤去拉力F到停止运动过程中木块的加速度为多大?(4)木块在水平面上运动的总位移为多少?
一滑块经水平轨道AB,进入竖直平面内的四分之一圆弧轨道BC。已知滑块的质量m=0.6kg,在A点的速度vA=8m/s,AB长x=5m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,圆弧轨道的半径R=2m,滑块离开C点后竖直上升h=0.2m,取g=10m/s2。(不计空气阻力)求:(1)滑块经过B点时速度的大小;(2)滑块冲到圆弧轨道最低点B时对轨道的压力;(3)滑块在圆弧轨道BC段克服摩擦力所做的功。
一同学利用手边的两个完全相同的质量为m的物块和两个完全相同、劲度系数未知的轻质弹簧,做了如下的探究活动。已知重力加速度为g,不计空气阻力。(1)取一个轻质弹簧,弹簧的下端固定在地面上,弹簧的上端与物块A连接,物块B叠放在A上,A、B处于静止状态,如图所示。若A、B粘连在一起,用一竖直向上的拉力缓慢提升B,当拉力的大小为时,A物块上升的高度为L;若A、B不粘连,用一竖直向上的恒力作用在B上,当A物块上升的高度也为L时,A、B恰好分离。求:a.弹簧的劲度系数;b.恒力的大小;(2)如图所示,将弹簧1上端与物块A拴接,下端压在桌面上(不拴接),弹簧2两端分别与物块A、B拴接,整个系统处于平衡状态。现施力将物块B缓缓地竖直上提,直到弹簧1的下端刚好脱离桌面。求在此过程中该拉力所做的功?(已知弹簧具有的弹性势能为,k为弹簧的劲度系数,Δx为弹簧的形变量)
如图所示,在电子枪右侧依次存在加速电场,两水平放置的平行金属板和竖直放置的荧光屏。加速电场的电压为U1。两平行金属板的板长、板间距离均为d。荧光屏距两平行金属板右侧距离也为d。电子枪发射的质量为m、电荷量为–e的电子,从两平行金属板的中央穿过,打在荧光屏的中点O。不计电子在进入加速电场前的速度及电子重力。(1)求电子进入两金属板间时的速度大小v0;(2)若两金属板间只存在方向垂直纸面向外的匀强磁场,求电子到达荧光屏的位置与O点距离的最大值和此时磁感应强度B的大小;(3)若两金属板间只存在竖直方向的匀强电场,两板间的偏转电压为U2,电子会打在荧光屏上某点,该点距O点距离为,求此时U1与U2的比值;若使电子打在荧光屏上某点,该点距O点距离为d,只改变一个条件的情况下,请你提供一种方案,并说明理由。
水上滑梯可简化成如图所示的模型,斜槽AB和水平槽BC平滑连接,斜槽AB的竖直高度H=5.0m,倾角θ=37°。BC面与水面的距离h=0.80m,人与AB、BC间的摩擦均忽略不计。取重力加速度g=10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6。一同学从滑梯顶端A点无初速地自由滑下,求:(1)该同学沿斜槽AB下滑时加速度的大小a;(2)该同学滑到B点时速度的大小vB;(3)从C点滑出至落到水面的过程中,该同学在水平方向位移的大小x。
如图所示,质量为M=4kg的木板静置于足够大的水平地面上,木板与地面间的动摩擦因数μ=0.01,板上最左端停放着质量为m=1kg可视为质点的电动小车,车与木板右端的固定挡板相距L=5m。现通电使小车由静止开始从木板左端向右做匀加速运动,经时间t=2s,车与挡板相碰,车与挡板粘合在一起,碰撞时间极短且碰后自动切断小车的电源。(计算中取最大静摩擦力等于动摩擦力,并取g=10m/s2。)(1)试通过计算说明:车与挡板相碰前,木板相对地面是静止还是运动的? (2)求出小车与挡板碰撞前,车的速率v1和板的速率v2;(3)求出碰后木板在水平地面上滑动的距离S。