如图所示,静止在粗糙水平面上的斜面体有三个光滑斜面AB、AC和CD。已知斜面AB与水平方向成角,斜面AC与水平方向成
角,斜面CD与水平方向成
角,A点与C点的竖直高度为
,C点与D点的竖直高度为
。在B点左侧的水平面上有一个一端固定的轻质弹簧,自然长度时弹簧右端到B点的水平距离为
。质量均为
的物体甲和乙同时从顶点A由静止释放,之后甲沿斜面AB下滑,乙沿AC下滑。在甲乙两物体下滑过程中,斜面体始终处于静止状态,且两物体运动中经过B点、C点、D点时,速度大小不改变,只改变方向。甲进入水平面后向左运动压缩弹簧的最大压缩量为
,乙物体进入水平面后便向右运动最终停止。已知甲物体与水平面的动摩擦因数为
,(
)求:
(1)弹簧的最大弹性势能为多少?
(2)甲物体最终停止位置距B点多远?
(3)通过计算,说明甲乙两物体是否同时滑到水平面上?
(4)若以释放甲乙物体时作为时刻,做出斜面体受到地面的摩擦力大小
随时间变化的图线。
如图甲所示,水平转盘可绕竖直中心轴转动,盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块,B物体用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连,两个物块和传感器的大小均可忽略不计,细线能承受的最大拉力为8N,A、B间的动摩擦因数=0.4,B与转盘间的动摩擦因素
=0.1,且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转盘静止时,细线刚好伸直,力传感器的读数为零,当转盘以不同的角速度匀速转动时,力传感器上就会显示相应的读数F。试通过计算在图乙的坐标系中作出
的图象,g取
如下图所示,离地面足够高处有一竖直的空心管,质量为2kg,管长为24m,M、N为空心管的上、下两端,空心管受到大小为16N的竖直向上的拉力作用,由静止开始竖直向下做匀加速运动,同时在M处有一个大小不计的小球沿管的轴线做竖直上抛运动,取g=10m/s2。若小球上抛的初速度为10m/s,试问:
(1)经过多少秒小球从管的N端穿出。
(2)若此空心管的N端距离地面高为64m,欲使在空心管到达地面时小球刚好进入管内,在其他条件不变的前提下,则小球初速度大小应为多大?
如下图所示,斜面AB与竖直半圆轨道在B点圆滑相连,斜面倾角为θ=45°,半圆轨道的半径为R,一小球从斜面的顶点A由静止开始下滑,进入半圆轨道,最后落到斜面上,不计一切摩擦。试求:
(1)欲使小球能通过半圆轨道最高点C,落到斜面上,斜面AB的长度L至少为多大?
(2)在上述最小L的条件下,小球从A点由静止开始运动,最后落到斜面上的落点与半圆轨道直径BC的距离x为多大?
如图所示,底座A上装有L="0.5" m长的直立杆,底座和杆的总质量为M="2.0" kg,底座高度不计,杆上套有质量为m="0.2" kg的小环B,小环与杆之间有大小恒定的摩擦力.当小环从底座上以m/s的初速度向上飞起时,恰好能到达杆顶,然后沿杆下降,取g="10" m/s2,求:
(1)在环飞起过程中,底座对水平面的压力;
(2)此环下降过程需要多长时间.
如图所示,光滑杆AB长为L,B端固定一根劲度系数为k、原长为l0的轻弹簧,质量为m的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接.为过B点的竖直轴,杆与水平面间的夹角始终为θ.
(1)杆保持静止状态,让小球从弹簧的原长位置静止释放,求小球释放瞬间的加速度大小a及小球速度最大时弹簧的压缩量;
(2)当球随杆一起绕轴匀速转动时,弹簧伸长量为
,求匀速转动时的角速度ω;
(3)若θ=30°,移去弹簧,当杆绕轴以角速度
匀速转动时,小球恰好在杆上某一位置随杆在水平面内匀速转动,球受到轻微扰动后沿杆向上滑动,到最高点A时球沿杆方向的速度大小为v0,求小球从开始滑动到离开杆的过程中,杆对球所做的功W.