如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置,滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成,其中倾斜直轨AB与水平直轨CD长均为L=3m,圆弧形轨道APD和BQC均光滑,BQC的半径为r=1m,APD的半径为R=2m,AB、CD与两圆弧形轨道相切,O2A、O1B与竖直方向的夹角均为q=37°。现有一质量为m=1kg的小球穿在滑轨上,以Ek0的初动能从B点开始沿AB向上运动,小球与两段直轨道间的动摩擦因数均为μ=,设小球经过轨道连接处均无能量损失。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:
(1)要使小球完成一周运动回到B点,初动能EK0至少多大?
(2)若以题(1)中求得的最小初动能EK0从B点向上运动,求小球第二次到达D点时的动能;
(3)若以题(1)中求得的最小初动能EK0从B点向上运动,求小球在CD段上运动的总路程。
(10分)如图所示,斜面倾角为θ,质量为m的滑块距挡板P为s0,以初速度v0。沿斜面上滑。滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面的下滑力。若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失。问滑块经过的路程有多大?
(10分)如图所示,一条小河两岸的高度差h=5m,一辆摩托车(可看作质点)以v 0=20m/s 的水平速度向河对岸飞出,恰好越过小河.不计空气阻力,取当地的重力加速度g=10m/s2。
试求:
(1)摩托车在空中的飞行时间;
(2)小河的宽度。
如图所示,物体A放在足够长的木板B上,木板B静止于水平面。t=0时,电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B,使它做初速度为零,加速度aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知A的质量mA和B的质量mg均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数μ1=0.05,B与水平面之间的动摩擦因数μ2=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,重力加速度g取10m/s2。
求:
(1)物体A刚运动时的加速度aA
(2)t=1.0s时,电动机的输出功率P;
(3)若t=1.0s时,将电动机的输出功率立即调整为P/=5W,并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变,t=3.8s时物体A的速度为1.2m/s。则在t=1.0s到t=3.8s这段时间内木板B的位移为多少?
半径为R光滑球恰好放在木块的圆槽中,OA与水平成θ角,圆球质量为m,木块质量为M,不计摩擦,求:人手至少用多大恒力F垂直向下拉木块B端,球才可离槽?
有一种机械装置叫做“滚珠式力放大器”,其原理如图所示,斜面A可以在水平面上滑动,斜面B以及物块C都是被固定的,它们均由钢材制成,钢珠D置于ABC之间。当用水平力F推斜面A时,钢珠D对物块C的挤压力F/就会大于F,故称为“滚珠式力放大器”。如果斜面A、B的倾角分别为α、β,不计一切摩擦力以及钢珠自身的重力,求这一装置的力放大倍数(即F/与F之比)