水平导轨AB固定在支架CD上,其形状、尺寸如图所示。导轨与支架的总质量M=4kg,其重心在O点,它只能绕支架C点且垂直于纸面的水平轴转动。质量m=1kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端,现受到水平拉力F=2.5N的作用。已知小铁块和导轨之间的动摩擦因数μ=0.2。g取10m/s2,求:(1)小铁块刚开始运动时的加速度大小?(2)小铁块运动到离A端多远时,支架将要开始翻转?(3)若在小铁块运动的过程中,支架始终保持静止,则拉力F作用的最长时间为多少?
过山车是游乐场中常见的设施.如图17所示是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径R1=2.0m、R2=1.4m.一个质量为m=1.0kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L1=6.0m.小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,圆形轨道是光滑的.假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠.重力加速度取g=10m/s2,计算结果保留小数点后一位数字.试求: (1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小; (2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距应是多少; (3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径R3应满足的条件和小球最终停留点与起点间的距离.
如图所示,绝缘的水平桌面上方有一竖直方向的矩形区域,该区域是由三个边长均为L的正方形区域ABFE、BCGF和CDHG首尾相接组成的,且矩形的下边EH与桌面相接.三个正方形区域中分别存在方向为竖直向下、竖直向上、竖直向上的匀强电场,其场强大小比例为1:1:2.现有一带正电的滑块以某一初速度从E点射入场区,初速度方向水平向右,滑块最终恰从D点射出场区.已知滑块在ABFE区域所受静电力和所受重力大小相等,桌面与滑块之间的滑动摩擦因素为0.125,重力加速度为g,滑块可以视作质点.求: (1)滑块进入CDHG区域时的速度大小. (2)滑块在ADHE区域运动的总时间.
如图中(a)所示,一倾角为37o的传送带以恒定速度运行.现将一质量m=2kg的小物体以某一初速度放上传送带,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图(b)所示.(取沿传送带向上为正方向,g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求: (1)0~10s内物体位移的大小; (2)物体与传送带间的动摩擦因数; (3)0~10s内物体机械能增量及与传送带摩擦产生的热量Q.
如图所示,质量为m=10 kg的两个相同的物块A、B(它们之间用轻绳相连)放在水平地面上,在方向与水平面成θ=37°角斜向上、大小为100 N的拉力F作用下,以大小为v=4.0 m/s的速度向右做匀速直线运动.(取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求: (1)物块与地面之间的动摩擦因数; (2)剪断轻绳后物块A在水平地面上滑行的距离.
如图所示,长为L=9m的传送带与水平方向的倾角θ=37°,在电动机的带动下以v=4m/s的速率沿顺时针方向运行,在传送带的B端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物体挡住,在传送带的A端无初速度地释放一质量m=1Kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,物体与挡板碰撞时的能量损失及碰撞时间均不计。(sin37°=0.6,cos37°=0.8) ①在物体从第一次由静止开始下滑到与挡板P第一次相碰后,物体再次上升到最高点的过程中,由于摩擦而产生的热量为多少? ②试求物体最终的运动状态以及达到该运动状态后电动机的输出功率P。