一个质量为M的雪橇静止在水平雪地上,一条质量为m的爱斯基摩狗站在该雪橇上.狗向雪橇的正后方跳下,随后又追赶并向前跳上雪橇;其后狗又反复地跳下、追赶并跳上雪橇.狗与雪橇始终沿一条直线运动.若狗跳离雪橇时雪橇的速度为v,则此时狗相对于地面的速度为v+u(其中u为狗相对于雪橇的速度,v+u为代数和,若以雪橇运动的方向为正方向,则v为正值,u为负值).设狗总以速度v追赶和跳上雪橇,雪橇与雪地间的摩擦忽略不计.已知v的大小为5 m/s,u的大小为4 m/s,M="30" kg,m="10" kg.求:
(1)狗第一次跳上雪橇后两者的共同速度的大小;
(2)雪橇的最终速度和狗最多能跳上雪橇的次数.
(供使用但不一定用到的对数值:lg2=0.301,lg3=0.477)
如图18所示,质量为M ="2" kg的小车A静止在光滑水平面上,A的右端停放有一个质量为m ="0.4" kg带正电荷q ="0.8" C的小物体B.整个空间存在着垂直纸面向里磁感应强度B =0.5T的匀强磁场,现从小车的左端,给小车A一个水平向右的瞬时冲量I ="26" N·s,使小车获得一个水平向右的初速度,物体与小车之间有摩擦力作用,设小车足够长,求:
(1)瞬时冲量使小车获得的动能.
(2)物体B的最大速度.
(3)在A与B相互作用过程中系统增加的内能.(g =10m/s2)
如图所示,水平面上固定着一个半径R=0.4m的光滑环形轨道,在轨道内放入质量分别是M=0.2kg和m=0.1kg的小球A和B(均可看成质点),两球间夹一短弹簧。
(1)开始时两球将弹簧压缩(弹簧的长度相对环形轨道半径和周长而言可忽略不计),弹簧弹开后不动,两球沿轨道反向运动一段时间后又相遇,在此过程中,A球转过的角度θ是多少?
(2)如果压缩弹簧在松手前的弹性势能E=1.2J,弹开后小球B在运动过程中受到光滑环轨道的水平侧压力是多大?
一根轻绳一端系一小球,另一端固定在O点,在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器,让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动,由传感器测出拉力F随时间t变化图像如图所示,已知小球在最低点A的速度vA=6m/s,求:
(1)小球做圆周运动的周期T;
(2)小球的质量m;
(3)轻绳的长度L;
(4)小球在最高点的动能Ek.
用细线吊着一个小球,使小球在水平面内做半径为R匀速圆周运动;圆周运动的水平面距离悬点h,距离水平地面H.若细线突然在A处断裂,求小球在地面上的落点P与A的水平距离.
两个圆形区域内存在着匀强磁场,这两个圆的半径都是r,圆心都在y轴上,两圆相切,切点恰是原点O.两圆内磁场的磁感强度大小相同,但方向相反,上面的沿-z方向,下面的沿+z方向,如图所示.在坐标原点O处有一个放射源,放射出质量为m、电量为-q的带电粒子(重力不计),如果所有粒子都在xOy平面内,初速度大小都是v0,并且向各个方向的发射是均匀的.不计各粒子在运动过程中的相互作用.
(1)调整磁场磁感强度的大小,可以使得所有的粒子(除了沿-x方向运动的极少数粒子以外,下同),经过磁场的偏转后速度方向都互相平行,求这时的磁感强度B的值.
(2)在满足上述条件的情况下,在x轴右方较远处与y轴平行的屏上接收到的粒子都位于与y轴平行的一条线段上,其中y=o到y=a间的区域内的粒子数是全部粒子数的1/6,求a的值.