如图8所示,A、B两球质量均为m,期间有压缩的轻短弹簧处于锁定状态。弹簧的长度、两球的大小均忽略,整体视为质点,该装置从半径为R的竖直光滑圆轨道左侧与圆心等高处由静止下滑,滑至最低点时,解除对弹簧的锁定状态之后,B球恰好能到达轨道最高点,求弹簧处于锁定状态时的弹性势能。
如图所示,在光滑的水平面上放着一个质量为M=0.39kg的木块(可视为质点),在木块正上方1m处有一个固定悬点O,在悬点O和木块之间连接一根长度为1m的轻绳(轻绳不可伸长)。有一颗质量为m = 0.01kg的子弹以400m/s的速度水平射入木块并留在其中,随后木块开始绕O点在竖直平面内做圆周运动。g取10m/s2。求:
(1)当木块刚离开水平面时的速度;
(2)当木块到达最高点时轻绳对木块的拉力多大?
如图所示,质量为M的平板车P高h,质量为m的小物块Q的大小不计,位于平板车的左端,系统原来静止在光滑水平面地面上。一不可伸长的轻质细绳长为R,一端悬于Q正上方高为R处,另一端系一质量也为m的小球(大小不计)。今将小球拉至悬线与竖直位置成600角,由静止释放,小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短,且无能量损失,已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍,Q与P之间的动摩擦因数为μ,M:m=4:1,重力加速度为g。求:
(1)小物块到达最低点与Q碰撞之前瞬间的速度是多大?
(2)小物块Q离开平板车时平板车的速度为多大?
(3)平板车P的长度为多少?
光滑的长轨道形状如图所示,底部为半圆型,半径R,固定在竖直平面内。AB两质量相同的小环用长为R的轻杆连接在一起,套在轨道上。将AB两环从图示位置静止释放,A环离开底部2R。不考虑轻杆和轨道的接触,即忽略系统机械能的损失,求:
(1)AB两环都未进入半圆型底部前,杆上的作用力。
(2)A环到达最低点时,两球速度大小。(3)若将杆换成长,A环仍从离开底部2R处静止释放,经过半圆型底部再次上升后离开底部的最大高度 。
如图所示,矩形盒的质量为
,底部长度为
,放在水平面上,盒内有一质量为
可视为质点的物体
,
与
、
与地面的动摩擦因数均为
,开始时二者均静止,
在
的左端。向右的水平初速度
,以后物体
与盒
的左右壁碰撞时,
始终向右运动。当
与
的左壁最后一次碰撞后,
立刻停止运动,
继续向右滑行
(
)后也停止运动。
(1)与
第一次碰撞前,
是否运动?
(2)若第一次与
碰后瞬间向左运动的速率为
,求此时矩形盒
的速度大小
(3)当停止运动时,
的速度是多少?
如图所示,劲度系数为k的轻弹簧,左端连着绝缘介质小球B,右端连在固定板上,放在光滑绝缘的水平面上。整个装置处在场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一质量为m、带电荷量为+q的小球A,从距B球为S处自由释放,并与B球发生碰撞。碰撞中无机械能损失,且A球的电荷量始终不变。已知B球的质量M=3m,B球被碰后作周期性运动,其运动周期(A、B小球均可视为质点)。
(1)求A球与B球第一次碰撞后瞬间,A球的速度V1和B球的速度V2;
(2)要使A球与B球第二次仍在B球的初始位置迎面相碰,求劲度系数k的可能取值。