如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置,M为半径R=1m、固定于竖直平面内的1/4弧轨道,轨道上端切线水平,N为待检验的固定曲面,该曲面在竖直面内的截面为半径m的1/4弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点,M的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量均为m=0.01kg的小钢珠,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点,水平飞出后落到N的某一点上,取g=10m/s2,
求:
(1)发射该钢珠前,弹簧的弹性势能Ep;
(2)钢珠从M圆弧轨道最高点飞出至落到圆弧N上所用的时间;
(3)钢珠落到圆弧N上时的动能。
如图所示,质量M=400g的劈形木块B上叠放一木块A,A的质量为m=200g。A、B一起放在斜面上,斜面倾角θ=37°,B的上表面呈水平,B与斜面之间及B与A之间的动摩擦因数均为μ=0.2。当B受到一个F=5.76N的沿斜面向上的作用力时,A相对B静止,并一起沿斜面向上运动。
(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)B的加速度大小;
(2)A受到的摩擦力及A对B的压力大小。
如图所示,半径分别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上,轨道之间有一条水平轨道CD相通,一小球以一定的速度先滑上甲轨道,通过动摩擦因数为μ的CD段,又滑上乙轨道,最后离开两圆轨道,若小球在两圆轨道的最高点对轨道的压力都恰好为零,试求CD段的长度.
2011年8月10日,改装后的瓦良格号航空母舰进行出海航行试验,中国成为拥有航空母舰的国家之一。已知该航空母舰飞行甲板长度为L="300" m,某种战斗机在航空母舰上起飞过程中的最大加速度为a="4.5" m/s2,飞机速度要达到v="60" m/s才能安全起飞。
(1)如果航空母舰静止,战斗机被弹射装置弹出后开始加速,要保证飞机起飞安全,战斗机被弹射装置弹出时的速度至少是多大?
(2)如果航空母舰匀速前进,在没有弹射装置的情况下,要保证飞机安全起飞,航空母舰前进的速度至少是多大?
(13分)如图所示,一对带电平行金属板A、B与竖直方向成30°角放置.B板中心有一小孔正好位于平面直角坐标系 xOy上的O点,y轴沿竖直方向.一比荷为1.0×105C/kg的带正电粒子P从A板中心O′处静止释放后沿做匀加速直线运动,以速度vo=104m/s,方向与x轴正方向夹30°角从O点进入第四象限匀强电场,电场仅分布在
轴的下方,场强大
V/m,方向与x轴正方向成60°角斜向上,粒子的重力不计.试求:
(1)AB两板间的电势差:
(2)粒子P离开第四象限电场时的坐标;
(3)若在P进入第四象限匀强电场的同时,在电场中适当的位置由静止释放另一与P完全相同的带电粒子Q,可使两粒子在离开电场前相遇.求所有满足条件的释放点的集合(不计两粒子之间的相互作用力).
(12分)如图所示,一质量为m=1 kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的A点,随传送带运动到B点,小物块从C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道恰能做圆周运动,已知圆弧半径R=0.9 m,轨道最低点为D,D点距水平面的高度h=0.8 m.小物块离开D点后恰好垂直碰击放在水平面上E点的固定倾斜挡板,已知小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.3,传送带以5 m/s恒定速率顺时针转动,g=10 m/s2.求:
(1)传送带AB两端的距离;
(2)小物块经过D点时对轨道的压力的大小;
(3)倾斜挡板与水平面间的夹角θ的正切值.