一小轿车从高为10 m、倾角为37°的斜坡顶端从静止开始向下行驶,当小轿车到达底端时进入一水平面,在斜坡底端115 m的地方有一池塘,发动机在斜坡上产生的牵引力为,在水平地面上调节油门后,发动机产生的牵引力为,小轿车的质量为2 t,小轿车与斜坡及水平地面间的动摩擦因数均为0.5(g取).求:(1)小轿车行驶至斜坡底端时的速度;(2)为使小轿车在水平地面上行驶而不掉入池塘,在水平地面上加速的时间不能超过多少?(轿车在行驶过程中不采用刹车装置)
(10分)在一个标准大气压下,1kg冰在0℃时吸收336kJ的热量后变成同温度的水,外界同时对系统做了11kJ的功,阿伏伽德罗常数NA=6.0×1023mol-1,水的摩尔质量M=18g•mol-1.问(Ⅰ)此过程中系统的内能变化了多少?(Ⅱ)1kg冰所含的分子数为多少?(结果保留2位有效数字)
(18分)如图甲,电阻不计的轨道MON与PRQ平行放置,ON及RQ与水平面的倾角=53°,MO及PR部分的匀强磁场竖直向下,ON及RQ部分的磁场平行轨道向下,磁场的磁感应强度大小相同,两根相同的导体棒ab和cd分别放置在导轨上,与导轨垂直并始终接触良好。棒的质量m=1.0kg,R=1.0,长度与导轨间距相同,L=1.0m,棒与导轨间动摩擦因数=0.5,现对ab棒施加一个方向向右,大力随乙图规律变化的力F的作用,同时由静止释放cd棒,则ab棒做初速度为零的匀加速直线运动,g取10m/s2,求:(1)ab棒的加速度大小;(2)磁感应强度B的大小;(3)若已知在前2s内外力做功W=30J,求这一过程中电路产生的焦耳热;(3)求cd棒达到最大速度所需的时间.
(20分)如图在xOy坐标系第Ⅰ象限,磁场方向垂直xOy平面向里,磁感应强度大小均为B="1.0T" ;电场方向水平向右,电场强度大小均为E=N/C。一个质量m=2.0×10-7kg,电荷量q=2.0×10-6C的带正电粒子从x轴上P点以速度v0射入第Ⅰ象限,恰好在xOy平面中做匀速直线运动。0.10s后改变电场强度大小和方向,带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动,取g=10m/s2。求:(1)带电粒子在xOy平面内做匀速直线运动的速度v0大小和方向;(2)带电粒子在xOy平面内做匀速圆周运动时电场强度的大小和方向;(3)若匀速圆周运动时恰好未离开第Ⅰ象限,x轴上入射P点应满足何条件?
某健身游戏过程可简化为以下物理模型。在平静的水面上,有一长L=12m的木船,木船右端固定一直立桅杆,木船和桅杆的总质量m1=200kg,质量为m2=50kg的人立于木船左端,开始时木船与人均静止,若人匀加速向右奔跑(没有打滑)到右端并立即抱住桅杆,经历的时间是t=2s,船运动中受到水的阻力是船(包括人)总重的0.1倍,g取10m/s2,求:从人起跑到抱住桅杆之前的过程中。(1)在图中画出人的受力示意图;(2)船的位移大小;(3)人至少要做多少功。
引体向上运动是同学们经常做的一项健身运动。如图所示,质量为m的某同学两手正握单杠,开始时,手臂完全伸直,身体呈自然悬垂状态,此时他的下颚距单杠面的高度为H,然后他用恒力F向上拉,下颚必须超过单杠面方可视为合格,已知H=0.6m,m=60kg,重力加速度g=10m/s2。不计空气阻力,不考虑因手弯曲而引起人的重心位置变化。(1)第一次上拉时,该同学持续用力(可视为恒力),经过t=1s时间,下颚到达单杠面,求该恒力F的大小及此时他的速度大小;(2) 第二次上拉时,用恒力F/=720N拉至某位置时,他不再用力,而是依靠惯性继续向上运动,为保证此次引体向上合格,恒力F的作用时间至少为多少。