(9分)如图,半径为R的光滑半圆形轨道ABC在竖直平面内,与水平轨道CD相切于C 点,D端有一被锁定的轻质压缩弹簧,弹簧左端连接在固定的挡板上,弹簧右端Q到C点的距离为2R。质量为m的滑块(视为质点)从轨道上的P点由静止滑下,刚好能运动到Q点,并能触发弹簧解除锁定,然后滑块被弹回,且刚好能通过圆轨道的最高点A。已知∠POC=60°,求:(1)滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对轨道压力;(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ;(3)弹簧被锁定时具有的弹性势能。
如图所示,小车连同其固定支架的总质量为M=3m,支架右端通过长为L的不可伸长的轻绳悬挂一质量为m的小球,轻绳可绕结点在竖直平面内转动,车和小球整体以速度向右匀速行驶。突然,小车因撞到正前方固定障碍物,速度立即变为零,小球以v0为初速度开始在竖直平面内做圆周运动。当小球第一次到达最高点时,地面对车的支持力恰好为零。已知在此过程中,小车一直未动,重力加速度为g。求:(1)小车与障碍物碰撞后瞬间,轻绳上的拉力大小;(2)小球第一次到最高点时的速度大小;(3)小球从最低点到第一次到达最高点过程中,克服空气阻力做的功。
下图为某小型企业的一道工序示意图,图中一楼为原料车间,二楼为生产车间.为了节约能源,技术人员设计了一个滑轮装置用来运送原料和成品,在二楼生产的成品装入A箱,在一楼将原料装入B箱,而后由静止释放A箱,若A箱与成品的总质量为M=20kg,B箱与原料的总质量为m=10kg,这样在A箱下落的同时会将B箱拉到二楼生产车间,当B箱到达二楼平台时可被工人接住,若B箱到达二楼平台时没有被工人接住的话,它可以继续上升h=1m速度才能减小到零.不计绳与滑轮间的摩擦及空气阻力,重力加速度g=10 m/s2,求:(1)一楼与二楼的高度差H;(2)在AB箱同时运动的过程中绳对B箱的拉力大小.
“嫦娥三号”是我国嫦娥工程第二阶段的登月探测器,于2013年12月2日凌晨l时30分在西昌卫星发射中心发射,携“玉兔号”月球车奔向距地球38万千米的月球;6日17时53分,“嫦娥三号”成功实施近月制动,顺利进入距月面平均高度约100千米的环月轨道;14日21时11分在月球正面的虹湾地区,“嫦娥三号”又成功实现月面软着陆,开始对月表形貌与地质构造等进行科学探测。若“嫦娥三号”环月飞行时运行周期为T,环月轨道(图中圆轨道Ⅰ)距月球表面高为h。已知月球半径为R,引力常量为G,求:(1)月球的质量;(2)月球表面的重力加速度。
如图,板长为L、间距为d的平行金属板水平放置,两板间所加电压大小为U,足够大光屏PQ与板的右端相距为a,且与板垂直。一带正电的粒子以初速度0沿两板间的中心线射入,射出电场时粒子速度的偏转角为37°。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计粒子的重力。⑴求粒子的比荷q/m;⑵若在两板右侧MN、光屏PQ间加如图所示的匀强磁场,要使粒子不打在光屏上,求磁场的磁感应强度大小B的取值范围;⑶若在两板右侧MN、光屏PQ间仅加电场强度大小为E0、方向垂直纸面向外的匀强电场。设初速度方向所在的直线与光屏交点为O点,取O点为坐标原点,水平向右为x正方向,垂直纸面向外为z轴的正方向,建立如图所示的坐标系,求粒子打在光屏上的坐标(x,y,z)。
如图,半径为R的光滑半圆形轨道ABC在竖直平面内,与水平轨道CD相切于C 点,D端有一被锁定的轻质压缩弹簧,弹簧左端连接在固定的挡板上,弹簧右端Q到C点的距离为2R。质量为m的滑块(视为质点)从轨道上的P点由静止滑下,刚好能运动到Q点,并能触发弹簧解除锁定,然后滑块被弹回,且刚好能通过圆轨道的最高点A。已知∠POC=60°,求:⑴滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对轨道压力;⑵滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ;⑶弹簧被锁定时具有的弹性势能。