过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径R1=2.0m、R2=1.4m。一个质量为m=1.0kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L1=6.0mm。小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取g=10m/s2,计算结果保留小数点后一位数字。试求
⑴小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
⑵如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距应是多少;
⑶在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径R3应满足的条件;
⑷小球最终停留点与起点的距离。
如图所示,离地面足够高处有一竖直的空管,管长为24m,M、N为空管的上、下两端,空管受到外力作用,由静止开始竖直向下做匀加速运动,加速度为2m/s2.同时在M处一个大小不计的小球沿管的轴线竖直上抛,小球只受重力,取g=10m/s2.求:
(1)若小球上抛的初速度为10m/s,经过多长时间从管的N端穿处?
(2)若此空管的N端距离地面64m高,欲使在空管到达地面时小球必须落到管内,在其他条件不变的前提下,求小球的初速度大小的范围?
如图是《驾驶员守则》中的安全距离图示和部分安全距离表格:
车速(km/h) |
反应距离(m) |
刹车距离(m) |
停车距离(m) |
|
40 |
10 |
10 |
20 |
|
60 |
15 |
22.5 |
37.5 |
|
80 |
A= |
B= |
C= |
请根据图表计算(反应时间内车做匀速运动,刹车过程做匀减速运动)
(1)如果驾驶员的反应时间一定,请在表格中填上A的数据;
(2)如果路面情况相同,请在表格中填上B、C的数据;
(3)如果路面情况相同,一名喝了酒的驾驶员发现前面50m处有一队学生正在横穿马路,此时他的车速为72km/h,而他的反应时间比正常时慢了0.1s,请问他能在50m内停下来吗?
四川省部分地方曾遭受到强降雨袭击,造成部分市州发生山洪泥石流灾害,假设当时有一汽车停在小山坡底,突然司机发现在距坡底240m的山坡处泥石流以8m/s的初速度、0.4m/s2的加速度匀加速倾泻而下,假设司机(反应时间为1s)以0.5m/s2的加速度匀加速启动汽车且一直做匀加速直线运动(如图所示),而泥石流到达坡底后速率不变且在水平面的运动近似看成匀速直线运动.问:汽车司机能否安全脱离?
一列长为1OOm 的列车以V0=20m/s的正常速率运行,当通过1000m 长的大桥时,列车必须以V1=10m/s的速度运行,在减速与加速的过程中,加速度大小均为 0.5m/s2,求列车因为过桥而延误的时间.
有一个100匝的线圈,在0.2秒内穿过它的磁通量从0.03Wb减少到0.01Wb.求线圈中的感应电动势的大小.