如图所示,在足够长的光滑水平轨道上静止三个小木块A,B,C,质量分别为mA=1kg,mB=1kg,mC=2kg,其中B与C用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于静止状态;A和B之间有少许塑胶炸药,A的左边有一个弹性挡板(小木块和弹性挡板碰撞过程没有能量损失)。现在引爆塑胶炸药,若炸药爆炸产生的能量有E=9J转化为A和B沿轨道方向的动能,A和B分开后,A恰好在BC之间的弹簧第一次恢复到原长时追上B,并且在碰撞后和B粘到一起。
求:
(1)在A追上B之前弹簧弹性势能的最大值;
(2)A与B相碰以后弹簧弹性势能的最大值。
(1 6分)一根弹性细绳劲度系数为K,将其一端固定,另一端穿过一光滑小孔O系住一质量为m的滑块,滑块放在水平地面上。当细绳竖直时,小孔O到悬点的距离恰为弹性细绳原长,小孔O到正下方水平地面上 P点的距离为h(h<mg/k滑块与水平地面间的动摩擦因数为u,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹性细绳始终在其弹性限度内。求:
(1)当滑块置于水平面能保持静止时,滑块到P点的最远距离;
(2)如果滑块从P点向右匀速运动,就需给滑块一水平向右的力F,力F与时间t的关系为如图所示的直线,已知图线的斜率为b。根据图线求滑块匀速运动的速度;
(3)若在上述匀速运动的过程中,滑块从P点向右运动了S的距离,求拉力F所做的功。
(1 5分)如图所示,abcd一个边长为L,电阻为R的正方形金属线框,从图示位置自由下落,下落L后开始进入宽度也为L、磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场且恰好匀速下落。磁场的正下方2L处还有一个宽度未知、磁感应强度大小未知、方向垂直纸面向外的水平条形有界匀强磁场(如图),金属线框abcd穿过这个磁场时也恰好做匀速直线运动。已知线框在穿过磁场的过程中产生的电能全部转化为焦耳热。求:
(1)未知磁场的磁感应强度大小;
(2)线框在穿过这两个磁场的过程中产生的总焦耳热;
(3)定性画出线框中的电流 I 随线框下落的高度h变化的I--h图象(规定顺时针方向为电流正方向)
(1 2分)如图所示,一名消防队员在模拟演习训练中,沿着竖立在地面上的钢管往下滑.已知这名消防队员的质量为60kg他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑到达地面时速度恰好为零.如果他加速时的加速度大小是减速时加速度的2倍,下滑的总时间为3 s,下滑的总距离为12m,g取l0m/s2,求:
(1)该消防队员下滑过程中的最大速度;
(2)该消防队员加速下滑和减速下滑过程中分别受到的摩擦力大小。
(14分)如图所示,一儿童玩具静止在水平地面上,一个幼儿沿与水平面成53°角的恒力拉着它沿水平面运动,已知拉力F=4.0N,玩具的质量m=0.5kg,经过时间t=2.0s,玩具移动了距离x=4.8m,这时幼儿松开手,玩具又滑行了一段距离后停下.
(1)全过程玩具的最大速度是多大?
(2)松开手后玩具还能运动多远?
(取g=10m/s2.sin53°=0.8,cos53°=0.6)
昆明市西山区团结乡建有滑草场。可将其看成倾角的斜面,一游客连同滑草装备的总质量为
,他从静止开始匀加速下滑,在
时间内沿直线滑下
(不计空气阻力,取g=10m/s2,结果保留2位有效数字)
(1)游客连同装备下滑过程中受到的摩擦力F为多大?
(2)滑草装置与草地之间的动摩擦因数为多大?