如图所示,一质量为m的氢气球用细绳拴在地面上,地面上空风速水平且恒为v0,球静止时绳与水平方向夹角为α.某时刻绳突然断裂,氢气球飞走.已知氢气球在空气中运动时所受到的阻力f正比于其相对空气的速度v,可以表示为f=kv(k为已知的常数).则
(1)氢气球受到的浮力为多大?
(2)绳断裂瞬间,氢气球加速度为多大?
(3)一段时间后氢气球在空中做匀速直线运动,其水平方向上的速度与风速v0相等,求此时气球速度大小(设空气密度不发生变化,重力加速度为g).
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如图甲所示,静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道,其前、后面板使用绝缘材料,上、下面板使用金属材料。图乙是装置的截面图,上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连。质量为m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃以水平速度v0进入矩形通道,当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和,同时被收集。通过调整两板间距d可以改变收集效率η。当d=d0时η为81%(即离下板0.81d0范围内的尘埃能够被收集)。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。
(1)求收集效率为100%时,两板间距的最大值dm;
(2)求收集效率η与两板间距d的函数关系;
卡车以v0=10m/s在平直的公路上匀速行驶,因为路口出现红灯,司机立即刹车,使卡车做匀减速直线前进直至停止。停止等待6s时,交通灯变为绿灯,司机立即使卡车做匀加速运动。已知从开始刹车到恢复原来的速度所用时间t=12s,匀减速的加速度是匀加速的2倍,反应时间不计。求:
(1)卡车匀减速所用时间t1;
(2)从卡车开始刹车到刚恢复到原来速度的过程中,通过的位移大小s.
如图所示,在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=0.5kg的小物块,它与水平台阶表面的动摩擦因数μ=0.5,且与台阶边缘O点的距离s=5m.在台阶右侧固定了一个1/4圆弧挡板,圆弧半径R=1m,圆弧的圆心也在O点。今以O点为原点建立平面直角坐标系.现用F=5N的水平恒力拉动小物块,一段时间后撤去拉力,小物块最终水平抛出并击中挡板.(g取10m/s 2 )
(1)若小物块恰能击中档板上的P点(OP与水平方向夹角为37°,已知sin37°=0.6,则其离开O点时的速度大小;
(2)为使小物块击中档板,求拉力F作用的最短时间;
(3)改变拉力F的作用时间,使小物块击中挡板的不同位置.求击中挡板时小物块动能的最小值.
下图是某传送装置的示意图。其中PQ为水平的传送带,传送带长度L=6m。MN是光滑的曲面,曲面与传送带相切于N点。现在有一滑块质量为m=3kg从离N点高为h="5m" M处静止释放,滑块与传送带间的摩擦系数为μ=0.3。重力加速度为g="10m/s" 2 。
(1)滑块以多大的速度进入传送带?
(2)若传送带顺时针转动,滑块以多大的速度离开传送带?
(3)若传送带顺时针转动且速度大小为v,求出滑块与传送带摩擦产生的热量Q与传送带的速度v的大小关系。
下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为θ=37°(sin37°="0.6" )的山坡C,上面有一质量为2m的石板B,其上下表面与斜坡平行;B上有一碎石堆A(含有大量泥土),A和B均处于静止状态,如图所示。假设某次暴雨中,A浸透雨水后总质量为m(可视为质量不变的滑块),在极短时间内,A、B间的动摩擦因数μ1减小为
,B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5,A、B开始运动。已知A开始运动时,A离B下边缘的距离l=12m,C足够长。取重力加速度大小g=10m/s2。求:
(1)A和B加速度的大小;
(2)A在B上运动的时间