在某中学举办的头脑奥林匹克竞赛中,有一个叫做“保护鸡蛋”的竞赛项目,要求制作一个装置,让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不被摔坏,如果没有保护,鸡蛋最多只能从0.1m的高度落到地面而不被摔坏;有一位同学设计了如图所示的一个装置来保护鸡蛋,用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋,A夹板和B夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍,现将该装置从距地面4m的高处落下,装置着地时间短且保持竖直不被弹起。取g=10m/s2,不考虑空气阻力,求:
(1)如果没有保护,鸡蛋直接撞击地面而不被摔坏,其速度最大不能超过多少?
(2)如果使用该装置,鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离x至少为多少米?(保留三位有效数字)
如图,在一匀强电场中的A点,有一点电荷,并用绝缘细线与固定点O点相连,原来细线刚好被水平拉直,而没有伸长。让点电荷从A点由静止开始运动,求点电荷经O点正下方时的速率v。已知电荷的质量m=1.0×10-4kg,电量q=+1.0×10-7C,细线长度L=10cm,电场强度E=1.73×104V/m,g=10m/s2。
如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车B,其质量为M=4Kg,右端用细绳T系在墙上,小车的四分之一圆弧轨道半径为R=1.7m,在最低点P处与长为L=2m的水平轨道相切,可视为质点的质量为m=2Kg物块A放在小车B的最右端,A与B的动摩擦因数为μ=0.4,整个轨道处于同一竖直平面内。现对A施加向左的水平恒力F=48.5N,当A运动到P点时,撤去F,同时剪断细绳,物块恰好能到达圆弧的最高点,当其再次返回P点时,动能为第一次过P点时的
。取g=10m/s2。求
(1)物块第一次过P点时的速度;
(2)物块在四分之一圆弧轨道向上运动过程增加的内能;
(3)物块第二次过P点时B的速度;
(4)计算说明A最终能否掉下木板。
我国自行设计的气象同步卫星在赤道上方距离地球表面h高度处的圆轨道上绕地球运动,已知地球的自转周期为T,地球的半径为R,卫星的质量为m.
(1)用题中所给的物理量求出卫星在同步轨道上运行时的动能和受到的地球引力大小.
(2)卫星在持续运行若干年的过程中,由于长期受到微弱的阻力以及月球干扰影响,卫星的轨道高度会发生变化。因此,在同步卫星上安装了离子推进器,利用推进器的推力,可以使卫星处于指定的轨道上,若推进器在△t时间内以相对卫星的速度u向后喷出△m质量的等离子气体,以卫星为参考系,求在推进器工作时间内等离子气体所受的平均作用力大小.
如图所示,倾角为θ的光滑斜面上放有两个质量均为m的小球A和B,两球之间用一根长为L的轻杆相连,下面的小球B离斜面底端的高度为h。两球从静止开始下滑,不计球与地面碰撞时的机械能损失,且地面光滑,求:
(1)两球都进入光滑水平面时两小球运动的速度大小;
(2)此过程中杆对B球所做的功。
如图11所示,在水平面上有一个质量为m的物体,在水平拉力F作用下由静止开始移动一段距离后,到达斜面底端。这时撤去外力,物体冲上斜面,沿斜面上滑的最大距离和水平面上移动的距离相等。然后物体又沿斜面滑下,并恰好停在水平面上的出发点。已知斜面倾角θ=30°,物体与水平面和斜面间的动摩擦因数相等。求物体受到的水平力F。(不考虑物体过底端时的能量损失)