如图所示,在竖直平面内有半径为R="0.4" m的光滑1/4圆弧AB,圆弧B处的切线水平,O点在B点的正下方,B点高度为h="0.8" m。在B端接一长为L=4.0m的木板MN。一质量为m=2.0kg的滑块,与木板间的动摩擦因数为0.1,滑块以某一速度从N点滑到板上,恰好运动到A点。(g取10 m/s2)求:
(1)滑块从N点滑到板上时初速度的大小;
(2)从A点滑回到圆弧的B点时对圆弧的压力;
(3)若将木板右端截去长为ΔL的一段,滑块从A端静止释放后,将滑离木板落在水平面上P点处,要使落地点P距O点最远,ΔL应为多少?
如图所示,两物块A、B并排静置于高h=0.80m的光滑水平桌面上,物块的质量均为M=0.60kg。一颗质量m=0.10kg的子弹C以v0=100m/s的水平速度从左面射入A,子弹射穿A后接着射入B并留在B中,此时A、B都没有离开桌面。已知物块A的长度为0.27m,A离开桌面后,落地点到桌边的水平距离s=2.0m。设子弹在物块A、B 中穿行时受到的阻力大小相等,g取10m/s2。(平抛过程中物块看成质点)求:
(1)物块A和物块B离开桌面时速度的大小分别是多少;
(2)子弹在物块B中打入的深度;
(3)若使子弹在物块B中穿行时物块B未离开桌面,则物块B到桌边的最小初始距离。
如图所示,竖直平面内的轨道由一半径为4R、圆心角为的圆形的光滑滑槽C1和两个半径为R的半圆形光滑滑槽C2、C3以及一个半径为2R的半圆形光滑圆管C4组成,C4内径远小于R。C1、C2、C3、C4各衔接处平滑连接。现有一个比C4内径略小的、质量为m的小球,从与C4的最高点H等高的P点以一定的初速度向左水平抛出后,恰好沿C1的A端点沿切线从凹面进入轨道。已知重力加速度为g。求:
(1)小球在P点开始平抛的初速度的大小;
(2)小球能否依次顺利通过C1、C2、C3、C4各轨道而从I点射出?请说明理由;
(3)小球运动到何处,轨道对小球的弹力最大?最大值是多大?
如图所示,水平放置的轻质弹簧左端与竖直墙壁相连,右侧与质量的小物块甲相接触但不粘连,B点为弹簧自由端,光滑水平面AB与倾角的倾斜面BC在B处平滑连接,OCD在同一条竖直线上,CD右端是半径的光滑圆弧,斜面BC与圆弧在C处也平滑连接,物块甲与斜面BC间的动摩擦因数。现用力将物块甲缓慢向左压缩弹簧,使弹簧获得一定能量后撤去外力,物块甲刚好能滑到C点,与此同时用长的细线悬挂于O点的小物块乙从图示位置静止释放,,物块乙到达C点时细线恰好断开且与物块甲发生正碰,碰撞后物块甲恰好对圆弧轨道无压力,物块乙恰好从图中P点离开圆弧轨道,取,,求:
(1)撤去外力时弹簧的弹性势能;
(2)小物块乙的质量M和细线所能承受的最大拉力;
(3)两物块碰撞过程中损失的能量;
(4)小物块乙落到水平面上时的速度大小(保留一位有效数字)。
如图所示,一物体M从A点以某一初速度沿倾角=37°的粗糙固定斜面向上运动,自顶端B点飞出后,垂直撞到高H=2.25m的竖直墙面上C点,又沿原轨迹返回.已知B、C两点的高度差h=0.45m,物体M与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g="10" m/s2.试求:
(1)物体M沿斜面向上运动时的加速度大小;
(2)物体返回后B点时的速度;
(3)物体被墙面弹回后,从B点回到A点所需的时间.
如图所示是利用电力传送带装运麻袋包的示意图.传送带长l=20 m,倾角θ=37°,麻袋包与传送带间的动摩擦因数μ=0.8,传送带的主动轮和从动轮半径R相等,传送带不打滑,主动轮顶端与货车底板间的高度差为h=1.8 m,传送带匀速运动的速度为v=2 m/s.现在传送带底端(传送带与从动轮相切位置)由静止释放一只麻袋包(可视为质点),其质量为100 kg,麻袋包最终与传送带一起做匀速运动,到达主动轮时随轮一起匀速转动.如果麻袋包到达主动轮的最高点时,恰好水平抛出并落在车厢底板中心,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)主动轮的半径R;
(2)主动轮轴与货车车厢底板中心的水平距离x
(3)麻袋包在传送带上运动的时间t;
光滑水平面上放着质量mA=1kg的物块A与质量mB=2kg的物块B,A与B均可视为质点,A靠在竖直墙壁上,A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),在A、B间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,用手挡住B不动,此时弹簧弹性势能Ep=49J。如图所示,放手后B向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径R=0.5m,B恰能到达最高点C取g=10m/s2,求
(1)B落地点距P点的距离(墙与P点的距离很远)
(2)绳拉断后瞬间B的速度vB的大小
(3) 绳拉断过程绳对A所做的功W.
如图所示,光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形,固定在竖直面内,管口B、C的连线水平.质量为m的带正电小球从B点正上方的A点自由下落,A、B两点间距离为4R。从小球(小球直径小于细圆管直径)进入管口开始,整个空间中突然加上一个斜向左上方的匀强电场,小球所受电场力在竖直方向上的分力方向向上,大小与重力相等,结果小球从管口C处离开圆管后,又能经过A点. 设小球运动过程中电荷量没有改变,重力加速度为g,求:
(1)小球到达B点时的速度大小;
(2)小球受到的电场力大小;
(3)小球经过管口C处时对圆管壁的压力.
(15分)如图所示,一质量为m、电荷量为q的带正电的小球以水平初速度v0从离地高为h的地方做平抛运动,落地点为N,不计空气阻力,求:
(1)若在空间加一个竖直方向的匀强电场,使小球沿水平方向做匀速直线运动,则场强E为多大?
(2)若在空间再加上一个垂直于纸面向外的匀强磁场,小球的落地点仍为N,则磁感应强度B为多大?
在2014年索契冬奥会跳台滑雪男子个人大跳台决赛中,波兰选手施托赫夺得冠军。跳台滑雪过程可简化如下。如图所示,abcde为同一竖直平面内的滑道,其中ab段和de段的倾角均为q=37°,ab段长L1 =110m,bc段水平其长度L2=27m(图中未标出),cd段竖直,其高度H=20m,de段足够长。设滑板与滑道之间的摩擦力为它们间压力的k倍(k=0.4,不考虑转弯b处的摩擦),运动员连同滑板的总质量m = 60kg。运动员从a点由静止开始下滑至c点水平飞出,在de上着地,再沿斜面方向下滑到安全区。运动员连同滑板整体可视为质点,忽略空气阻力,g取l0 m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8。求:
(1)运动员从c点水平飞出时的速度大小v0;
(2)运动员在de着地时,沿斜面方向的速度大小v;
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,然后自已刚好能乘秋千回到A点,而男演员则落到地面上的C点。已知男演员质量为m,秋千的质量不计,秋千的摆长为R,C点与O点的竖直距离为5R,C点与O点的水平距离为8R,重力加速度为g,空气阻力不计。求:
(1)男、女演员到达秋千最低点B时的速度大小;
(2)男、女演员刚分离时各自的速度大小
(3)女演员在极短时间内将男演员推出的过程中对男演员所做的功。
如图所示,MN和PQ是两根放在竖直面内且足够长的平行金属导轨,相距=50cm。导轨处在垂直纸面向里的磁感应强度B=5T的匀强磁场中。一根电阻r=0.1Ω的金属棒ab可紧贴导轨左右运动。两块平行的、相距d=10cm、长度L=20cm的水平放置的金属板A和C分别与两平行导轨相连接,图中跨接在两导轨间的电阻R=0.4Ω,其余电阻忽略不计。已知当金属棒ab不动时,质量m=10g、带电量的小球以某一速度沿金属板A和C的中线射入板间,恰能射出金属板(g取10m/s2)。求:
(1)小球的速度;
(2)若使小球在金属板间不偏转,则金属棒ab的速度大小和方向如何;
(3)若要使小球能从金属板间射出,求金属棒ab速度大小的范围.
(11分)如图光滑水平导轨AB的左端有一压缩的弹簧,弹簧左端固定,右端前放一个质量为m=1kg的物块(可视为质点),物块与弹簧不粘连,B点与水平传送带的左端刚好平齐接触,传送带的长度BC的长为L=6m,沿逆时针方向以恒定速度v=2m/s匀速转动。CD为光滑的水平轨道,C点与传送带的右端刚好平齐接触,DE是竖直放置的半径为R=0.4m的光滑半圆轨道,DE与CD相切于D点。已知物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2。
(1)若释放弹簧,物块离开弹簧,滑上传送带刚好能到达C点,求弹簧储存的弹性势能Ep;
(2)若释放弹簧,物块离开弹簧,滑上传送带能够通过C点,并经过圆弧轨道DE,从其最高点E飞出,最终落在CD上距D点的距离为x=1.2m处(CD长大于1.2m),求物块通过E点时受到的压力大小;
(3)满足(2)条件时,求物块通过传送带的过程中产生的热能。
工厂里有一种运货的过程可以简化为如图所示,货物以的初速度滑上静止的货车的左端,已知货物质量m=20kg,货车质量M=30kg,货车高h=0.8m。在光滑轨道OB上的A点设置一固定的障碍物,当货车撞到障碍物时会被粘住不动,而货物就被抛出,恰好会沿BC方向落在B点。已知货车上表面的动摩擦因数,货物可简化为质点,斜面的倾角为。
(1)求货物从A点到B点的时间;
(2)求AB之间的水平距离;
(3)若已知OA段距离足够长,导致货物在碰到A之前已经与货车达到共同速度,则货车的长度是多少?