消防队员为了缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下。在一次训练中,一名质量为50kg、训练有素的消防队员从离地面44m的高度抱着两端均固定的竖直杆从静止开始滑下以最短的时间落地,要求消防队员落地的速度不能大于4m/s。已知该消防队员对杆作用的最大压力为1500N,他与杆之间的动摩擦因数为0.6,当地的重力加速度为g=10m/s2 ,求:(1)消防队员下滑过程中的最大速度(2)消防队员下滑的最短时间.
如图所示,xoy平面内,y轴左侧有方向竖直向下,电场强度为E=1.0×1 04 N/的匀强电场。在Y轴右侧有一个边界为圆形的匀强磁场区域,圆心O’位于x轴上,半径为r=0.01 m,磁场最左边与Y轴相切于O点,磁感应强度为B=0.01T,方向垂直纸面向里。在坐标xo=0.06m处有垂直于x轴的足够大的荧光屏PQ。一束带正电的粒子从电场中的A点(图中未标出)以垂直于电场的初速度向右运动,穿出电场时恰好通过坐标原点,速度大小为v="2" ×106m/s,方向与x轴正向成300角斜向下。已知粒子的质量为m=1.0×l0-2kg,电量为q=1.0×10-10C,重力不计。(1)求粒子出发点A的坐标;(2)若圆形磁场可沿x轴向右移动,圆心O仍在x轴上,由于磁场位置的不同,导致该粒子打在荧光屏上的位置也不同,求粒子打在荧光屏上的位置范围;(3)若改变磁场半径,磁场最左边仍然与Y轴相切于O点,当磁场半径至少为多大时,粒子就再也不能打到带屏上?
(1 6分)一根弹性细绳劲度系数为K,将其一端固定,另一端穿过一光滑小孔O系住一质量为m的滑块,滑块放在水平地面上。当细绳竖直时,小孔O到悬点的距离恰为弹性细绳原长,小孔O到正下方水平地面上 P点的距离为h(h<mg/k滑块与水平地面间的动摩擦因数为u,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹性细绳始终在其弹性限度内。求:(1)当滑块置于水平面能保持静止时,滑块到P点的最远距离;(2)如果滑块从P点向右匀速运动,就需给滑块一水平向右的力F,力F与时间t的关系为如图所示的直线,已知图线的斜率为b。根据图线求滑块匀速运动的速度;(3)若在上述匀速运动的过程中,滑块从P点向右运动了S的距离,求拉力F所做的功。
(1 5分)如图所示,abcd一个边长为L,电阻为R的正方形金属线框,从图示位置自由下落,下落L后开始进入宽度也为L、磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场且恰好匀速下落。磁场的正下方2L处还有一个宽度未知、磁感应强度大小未知、方向垂直纸面向外的水平条形有界匀强磁场(如图),金属线框abcd穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动。已知线框在穿过磁场的过程中产生的电能全部转化为焦耳热。求:(1)未知磁场的磁感应强度大小;(2)线框在穿过这两个磁场的过程中产生的总焦耳热;(3)定性画出线框中的电流 I 随线框下落的高度h变化的I--h图象(规定顺时针方向为电流正方向)
(1 2分)如图所示,一名消防队员在模拟演习训练中,沿着竖立在地面上的钢管往下滑.已知这名消防队员的质量为60kg他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑到达地面时速度恰好为零.如果他加速时的加速度大小是减速时加速度的2倍,下滑的总时间为3 s,下滑的总距离为12m,g取l0m/s2,求:(1)该消防队员下滑过程中的最大速度;(2)该消防队员加速下滑和减速下滑过程中分别受到的摩擦力大小。
(14分)如图所示,一儿童玩具静止在水平地面上,一个幼儿沿与水平面成53°角的恒力拉着它沿水平面运动,已知拉力F=4.0N,玩具的质量m=0.5kg,经过时间t=2.0s,玩具移动了距离x=4.8m,这时幼儿松开手,玩具又滑行了一段距离后停下.(1)全过程玩具的最大速度是多大?(2)松开手后玩具还能运动多远?(取g=10m/s2.sin53°=0.8,cos53°=0.6)