如图所示,一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A点由静止出发绕O点下摆,当摆到最低点B时,女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出,然后自已刚好能回到高处A.求男演员落地点C与O点的水平距离s.(已知男演员质量m1,和女演员质量m2之比m1/m2=2,秋千的质量不计,秋千的摆长为R,C点比O 点低5R.)
(12分)提纯氘核技术对于核能利用具有重大价值.下图是从质子、氘核混合物中将质子和氘核分离的原理图,x轴上方有垂直于纸面向外的匀强磁场,初速度为0的质子、氘核混合物经电压为U的电场加速后,从x轴上的A()点沿与的方向进入第二象限(速度方向与磁场方向垂直),质子刚好从坐标原点离开磁场.已知质子、氘核的电荷量均为,质量分别为m、2m,忽略质子、氘核的重力及其相互作用.(1)求质子进入磁场时速度的大小;(2)求质子与氘核在磁场中运动的时间之比;(3)若在x轴上接收氘核,求接收器所在位置的横坐标.
(12分)如图甲所示,无限长的直导线与y轴重合,通有沿+y方向的恒定电流,该电流在其周围产生磁场的磁感应强度B与横坐标的倒数的关系如图乙所示(图中、均为已知量).图甲中,坐标系的第一象限内,平行于x轴的两固定的金属导轨间距为L,导轨右端接阻值为R的电阻,左端放置一金属棒ab.ab棒在沿+x方向的拉力作用下沿导轨运动(ab始终与导轨垂直且保持接触良好),产生的感应电流恒定不变.已知ab棒的质量为m,经过处时的速度为,不计棒、导轨的电阻.(1)判断ab棒中感应电流的方向;(2)求ab棒经过时的速度和所受安培力的大小.
(10分)为确保弯道行车安全,汽车进入弯道前必须减速.如图所示,AB为进入弯道前的平直公路,BC为水平圆弧形弯道.已知AB段的距离,弯道半径R=24m.汽车到达A点时速度,汽车与路面间的动摩擦因数,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=l0m/s2.要确保汽车进入弯道后不侧滑.求汽车(1)在弯道上行驶的最大速度;(2)在AB段做匀减速运动的最小加速度.
(10分)在60m直线跑游戏中,一同学从起点由静止开始以2m/s2的加速度做匀加速运动,4s后,改做匀速运动直至到达终点,接着以4m/s2的加速度做匀减速运动,经1.5s进入迎接区,如图所示.求: (1)该同学匀速运动所用的时间;(2)终点线到迎接区边界的距离.
(9分)如图所示,质量为m1=60 kg的小车在光滑水平面上以速度v1=0.5 m/s向右运动,质量为m2=40 kg的小车(包括小孩)在光滑水平面上以速度v2=3 m/s向左运动,为了避免两滑块再次相碰,在两小车靠近的瞬间,m2上的小孩用力将m1推开.求小孩对m1做功的范围.(滑块m2与右边竖直墙壁碰撞时无机械能损失,小孩与小车不发生相对滑动,光滑水平面无限长)