如图5-1-8所示,光滑平行导轨仅其水平部分处于竖直向上的匀强磁场中,一根长为2 m的金属杆cd静止在水平轨道JK上,另一根质量为m的金属杆ab从斜轨高为h处由静止开始下滑,运动中两杆始终与轨道垂直且接触良好,两杆之间未发生碰撞.已知左边水平轨道的宽度是右边水平轨道宽度的两倍,在ab杆离开NQ前,两杆都做匀速运动,且磁场的磁感应强度大小为B.求两杆匀速时的速率.
图5-1-8
一人做“蹦极”运动,用原长20 m的橡皮绳拴住身体往下跃,若此人质量为50 kg,从60 m高处由静止下落,从开始下落运动到停止的瞬间所用的时间为4 s.则橡皮绳对人的平均作用力约为多少?(g取10 m/s2)
一架飞机以v1="600" m/s的速度在空中匀速飞行,一只以v2="5" m/s的速度飞行的鸟迎面与飞机相撞,鸟身长l="20" cm,质量为m="0.5" kg,求飞机受到鸟的平均冲力.
如图5-1-7所示,质量为m="2" kg的物体,在水平力F="8" N的作用下,由静止开始沿水平面向右运动.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,若F作用t1="6" s后撤去,撤去F后又经t2="2" s物体与竖直墙壁相碰.若物体与墙壁作用时间t3="0.1" s,碰墙后反弹的速度v′="6" m/s,求墙壁对物体的平均作用力.(g取10 m/s2)
图5-1-7
科学家设想在未来的航天事业中利用太阳帆来加速星际飞船,“神舟”五号飞船在轨道上运行的期间,地面指挥控制中心成功地实施了飞船上太阳帆板展开的试验.设该飞船所在地每秒每单位面积(m2)接收的光子数为n,光子平均波长为λ,太阳帆板面积为S,反射率为100%,光子动量p=,设太阳光垂直射到太阳帆板上,飞船总质量为m,求飞船的加速度.
一质量为m的小球,以初速度v0沿水平方向射出,恰好垂直地射到一倾角为30°的固定斜面上,并立即反方向弹回.已知反弹速度的大小是入射速度大小的,求在碰撞中斜面对小球的冲量大小.
图5-1-2
为了缩短下楼的时间,消防队员往往抱着竖直杆直接滑下,先以可能的最大加速度沿杆做匀加速直线运动,再以可能的最大加速度沿杆做匀减速直线运动.假设一名质量m="65" kg、训练有素的消防队员(可视为质点),在沿竖直杆无初速度滑至地面的过程中,重心共下移了s="11.4" m.已知该队员与杆之间的滑动摩擦力最大可达到fmax="975" N,队员着地的速度不能超过6 m/s.重力加速度g取10 m/s2,竖直杆表面各处的粗糙程度相同,且忽略空气对该队员的作用力.求:
(1)该队员下滑过程中动量的最大值;
(2)该队员下滑过程的最短时间.
用线将金属M和m连在一起浸入水中,从静止开始以加速度a加速下沉,经过时间t1,线断了,再经过时间t2,木块停止下沉.求此时金属块M的速度vM.
如图5-1-3所示,质量mA为4.0 kg的木板A放在水平面C上,木板与水平面间的动摩擦因数μ为0.24,木板右端放着质量mB为1.0 kg的小物块B(视为质点),它们均处于静止状态.木板突然受到水平向右的12 N·s的瞬时冲量I作用开始运动,当小物块滑离木板时,木板的动能EkA为8.0 J,小物块的动能EkB为0.50 J,重力加速度取10 m/s2.求:
图5-1-3
(1)瞬时冲量作用结束时木板的速度v0;
(2)木板的长度L.
高压采煤水枪出水口的截面积为S,水的射速为v,射到煤层上后,水速度减为零.若水的密度为ρ,求水对煤层的冲力.
如图6-1-9所示,一物体从光滑斜面顶端由静止开始下滑.已知物体的质量m="0.50" kg,斜面的倾角θ=30°,斜面长度L="2.5" m,重力加速度取g="10" m/s2.求:
图6-1-9
(1)物体沿斜面下滑的加速度大小;
(2)物体滑到斜面底端时的速度大小;
(3)物体下滑的全过程中重力对物体的冲量大小.
质量m="1.5" kg的物块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从水平面上A点由静止开始运动,运动一段距离后撤去该力,物块继续滑行t="2.0" s停在B点,已知A、B两点间的距离s="5.0" m,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.20,求恒力F的大小.(取重力加速度g="10" m/s2)
质量为M=It的重锤由静止自由下落1.8 cm后打到要加工的工件上,重锤打到工件上经0.1 s静止不动,试求重锤打到工件上时对工件的平均作用力.(取g="10" m/s2)
一宇宙飞船以v=1.0×104 m/s的速度进入密度为ρ=2.0×10-9kg/m3的微陨石流中,如果飞船垂直于运动方向上的最大截面积为S="5" m2,且认为微陨石与飞船碰撞后都附着在飞船上,则飞船受到的平均制动力多大?