(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?
如图所示,建筑工人正在使用打夯机将桩料打入泥土中以加固地基。打夯前,先将桩料扶起,使其缓慢直立进入泥土中,每次卷扬机都通过滑轮用轻质钢丝绳将夯锤提升到距离桩顶h0=5m处再释放,让夯锤自由下落,夯锤砸在桩料上并不弹起,而随桩料一起向下运动。设夯锤和桩料的质量均为m=500 kg,泥土对桩料的阻力为f=kh,其中常数k=2.0×104N/m,h是桩料深入泥土的深度。卷扬机使用电动机来驱动,卷扬机和电动机总的工作效率为=95%,每次卷扬机需用20 s的时间提升夯锤。提升夯锤时忽略加速和减速的过程,不计夯锤提升时的动能,也不计滑轮的摩擦。夯锤和桩料的作用时间极短,g取10,求:(1)在提升夯锤的过程中,电动机的输入功率;(结果保留2位有效数字)(2)打完第一夯后,桩料进入泥土的深度。
在民航业内,一直有“黑色10分钟”的说法,即从全球已发生的飞机事故统计数据来看,大多数的航班事故发生在飞机起飞阶段的3分钟和着陆阶段的7分钟。飞机安全事故虽然可怕,但只要沉着冷静,充分利用逃生设备,逃生成功概率相当高,飞机失事后的90秒内是逃生的黄金时间。如图为飞机逃生用的充气滑梯,滑梯可视为理想斜面,已知斜面长L=8m,斜面倾斜角θ=37°,人下滑时与充气滑梯间动摩擦因素为=0.5。不计空气阻力,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)旅客从静止开始由滑梯顶端滑到底端逃生,需要多长时间?(2)一旅客若以v0=4.0m/s的初速度抱头从舱门处水平逃生,当他落到充气滑梯上后没有反弹,由于有能量损失,结果他以v=4.0m/s的速度开始沿着滑梯加速下滑。该旅客以这种方式逃生与(1)问中逃生方式相比,节约了多长时间?
如图所示,轻弹簧的两端与质量均为2m的B、C两物块固定连接,静止在光滑水平面上,物块C紧靠挡板但不粘连.另一质量为m的小物块A以速度v0从右向左与B发生正碰,碰后两个物体贴在一起,以后不再分开,碰撞时间极短.(所有过程都在弹簧弹性限度范围内)求:(i)A、B碰后瞬间的速度;(ii)C离开档板后,弹簧伸长到最长时,弹性势能大小.
夏日晚上,小明去游泳池游泳,他站在池边发现对岸标杆上有一灯A,水下池壁上有一彩灯B,如图所示(B灯在图中未画出)。他调整自己到岸边的距离,直到他看到A灯经水面反射所成的像与B灯在水下的像重合,此时人到对岸距离L=10m,A灯距水面高为0.5m,人眼E距水面高为2m,水的折射率为4/3。(i)在答题卡上画出小明看到A、B灯的像重合时的光路图。(ii)求B灯水面下的深度。
如图所示,透热的气缸内封有一定质量的理想气体,缸体质量M=200kg,活塞质量m=10kg,活塞面积S=100cm2。活塞与气缸壁无摩擦且不漏气。此时,缸内气体的温度为27°C,活塞位于气缸正中,整个装置都静止。已知大气压恒为p0=1.0×105Pa,重力加速度为g=10m/s2。求:(i)缸内气体的压强p1;(ii)缸内气体的温度升高到多少°C时,活塞恰好会静止在气缸缸口AB处?