如图,水平地面上,质量为4m的凹槽被一特殊装置锁定处于静止状态,凹槽内质量为m的小木块压缩轻质弹簧后用细线固定(弹簧与小木块不粘连),此时小木块距离凹槽右侧为x;现细线被烧断,木块被弹簧弹出后与凹槽碰撞并粘连,同时装置锁定解除;此后木块与凹槽一起向右运动,测得凹槽在地面上移动的距离为s;设凹槽与地面的动摩擦因数为μ1,凹槽内表面与木块的动摩擦因数为µ2,重力加速度为g,求: (1)木块与凹槽碰撞后瞬间的共同速度大小v; (2)细线被烧断前弹簧储存的弹性势能。
半径R = 40cm竖直放置的光滑圆轨道与水平直轨道相连接如图所示。质量m = 50g的小球A以一定的初速度由直轨道向左运动,并沿圆轨道的内壁冲上去。如果小球A经过N点时的速度v1= 6m/s,小球A经过轨道最高点M后作平抛运动,平抛的水平距离为1.6m,(g=10m/s2)。求: (1)小球经过最高点M时速度多大; (2)小球经过最高点M时对轨道的压力多大; (3)小球从N点滑到轨道最高点M的过程中克服摩擦力做的功是多少。
如图所示,某人距离墙壁10m起跑,向着墙壁冲去,挨上墙之后立即返回。设起跑的加速度为4 m/s2,运动过程中的最大速度为4 m/s,快到达墙根时需减速到零,不能与墙壁相撞。减速的加速度为8 m/s2,求该人到达墙壁需要的时间为多少?
如图所示,P是倾角为30°的光滑固定斜面.劲度为k的轻弹簧一端同定在斜面底端的固定挡板C上,另一端与质量为m的物块A相连接.细绳的一端系在物体A上,细绳跨过不计质量和摩擦的定滑轮,另一端有一个不计质量的小挂钩.小挂钩不挂任何物体时,物体A处于静止状态,细绳与斜面平行.在小挂钩上轻轻挂上一个质量也为m的物块B后,物体A沿斜面向上运动.斜面足够长,运动过程中B始终未接触地面. (1)求物块A刚开始运动时的加速度大小a; (2)设物块A沿斜面上升通过Q点位置时速度最大,求Q点到出发点的距离x0及最大速度vm; (3)把物块B的质量变为Nm(N>0.5),小明同学认为,只要N足够大,就可以使物块A沿斜面上滑到Q点时的速度增大到2vm,你认为是否正确?如果正确,请说明理由,如果不正确,请求出A沿斜面上升到Q点位置时的速度的范围.
(16分) 如图所示,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.9m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高.质量m=2kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点,g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8. (1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ; (2)若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值; (3)若滑块离开C处的速度大小为m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t.
(15分)几节自带动力的车辆(动车)加几节不带动力的车辆(也叫拖车)编成一组,就是动车。 (1)假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等。若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h;则6节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为多少? (2)若动车组运动阻力正比于其速度,已知动车组最大功率P0时最大速度是,若要求提速一倍,则动车组功率是多少? (3)若动车组从静止开始做匀加速直线运动,经过时间达到动车组最大功率P,然后以该最大功率继续加速,又经过时间达到最大速度,设运动阻力恒定,动车组总质量为m,求动车组整个加速距离。