一质量为M=10kg的木板B静止于光滑水平面上,其上表面粗糙,物块A质量为m=6kg,停在B的左端。质量为m0=1kg的小球用长为l=0.8m的轻绳悬挂在固定点O上,将轻绳拉直至水平位置后,由静止释放小球,小球在最低点与A发生碰撞后反弹,反弹所能达到的最大高度为h=0.2m,物块与小球可视为质点,g取10m/s2,不计空气阻力。①求碰撞结束时A的速度;②若木板B足够长,A最终没有滑离B,求A在B上滑动的过程中系统损失的机械能。
如图所示,在空间有两个磁感强度均为B的匀强磁场区域,上一个区域边界AA¢与BB¢的间距为H,方向垂直纸面向里,CC¢与BB¢的间距为h,CC¢下方是另一个磁场区域,方向垂直纸面向外。现有一质量为m,边长为L(0.5H < L < H;h < L)的正方形线框由AA¢上方某处竖直自由落下,线框总电阻为R,已知当线框cd边到达AA¢和BB¢正中间时加速度大小为g。 (1) 判断线框穿入磁场至加速度大小为g的过程中是做加速还是减速运动,并说明判断依据。 (2) 求cd到达AA¢和BB¢正中间时线框速度。 (3) 若cd边进 入CC¢前的瞬间线框的加速度大小变为0.8g,则线框进入CC¢后的瞬间线框的加速度多大? (4) 求: cd边在AA¢和BB¢正中间位置到cd边刚穿进CC¢的过程中线框发热量。
(16分)自由式滑雪空中技巧是一项有极大观赏性的运动,其场地由①出发区、②助滑坡、③过渡区(由两段不同半径的圆弧平滑相连,其中CDE孤的为半径3m,DE孤的圆心角60º)、④ 跳台(高度可选)组成。比赛时运动员由A点进入助滑区做匀加速直线运动,经过渡区后沿跳台的斜坡匀减速滑至跳台F处飞出,运动员的空中动作一般在54km/h到68km/h的速度下才能成功完成,不计摩擦和空气阻力,取g=10m/s2,求: (1) 某运动员选择由A点无初速滑下,测得他在②、④两段运动时间之比为t1:t2=3:1,,且已知,则运动员在这两坡段运动平均速度之比及加速度之比各为多少? (2) 另一质量60kg的运动员,选择高h =" 4" m的跳台,他要成功完成动作,在过渡区最低点D处至少要承受多大的支持力。
质量为m的飞机模型,在水平跑道上由静止匀加速起飞,假定起飞过程中受到的平均阻力恒为飞机所受重力的k倍,发动机牵引力恒为F,离开地面起飞时的速度为v,重力加速度为g。求:(1)飞机模型的起飞距离(离开地面前的运动距离) (2)若飞机起飞利用电磁弹射技术,将大大缩短起飞距离。图甲为电磁弹射装置的原理简化示意图,与飞机连接的金属块(图中未画出)可以沿两根相互靠近且平行的导轨无摩擦滑动。使用前先给电容为C的大容量电容器充电,弹射飞机时,电容器释放储存电能所产生的强大电流从一根导轨流入,经过金属块,再从另一根导轨流出;导轨中的强大电流形成的磁场使金属块受磁场力而加速,从而推动飞机起飞。①在图乙中画出电源向电容器充电过程中电容器两极板间电压u与极板上所带电荷量q的图象,在此基础上求电容器充电电压为U0时储存的电能;②当电容器充电电压为Um时弹射上述飞机模型,在电磁弹射装置与飞机发动机同时工作的情况下,可使起飞距离缩短为x。若金属块推动飞机所做的功与电容器释放电能的比值为η,飞机发动的牵引力F及受到的平均阻力不变。求完成此次弹射后电容器剩余的电能。
某学习小组为了研究影响带电粒子在磁场中偏转的因素,制作了一个自动控制装置,如图所示,滑片P可在R2上滑动,在以O为圆心,半径为R=10cm的圆形区域内,有一个方向垂直纸面向外的水平匀强磁场,磁感应强度大小为B=0.10T。竖直平行放置的两金属板A、K相距为d,连接在电路中,电源电动势E=91V,内阻r=1.0Ω,定值电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为80Ω,S1、S2为A、K板上的两个小孔,且S1、S2跟O在竖直极板的同一直线上,OS2=2R,另有一水平放置的足够长的荧光屏D,O点跟荧光屏D点之间的距离为H。比荷为2.0×105C/kg的离子流由S1进入电场后,通过S2向磁场中心射去,通过磁场后落到荧光屏D上。离子进入电场的初速度、重力、离子之间的作用力均可忽略不计。问:(1)判断离子的电性,并分段描述离子自S1到荧光屏D的运动情况?(2)如果离子恰好垂直打在荧光屏上的N点,电压表的示数多大?(3)电压表的最小示数是多少?要使离子打在荧光屏N点的右侧,可以采取哪些方法?
如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=1.8m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进人固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,最后小物块无碰撞地滑上紧靠轨道末端D点的足够长的水平传送带。已知传送带上表面与圆弧轨道末端切线相平,传送带沿顺时针方向匀速运行的速度为v=3m/s,小物块与传送带间的动摩擦因数μ= 0.5,圆弧轨道的半径为R=2m,C点和圆弧的圆心O点连线与竖直方向的夹角θ=530,不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2,sin530="0." 8、cos530=0.6。求:(1)小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;(2)小物块从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中产生的热量。