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,以初动能Ek0从B点开始沿BA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.求:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)要使小球完成一周运动回到B点,求初动能EK0至少多大;
(2)若小球以第一问Ek0数值从B出发,求小球第二次到达D点时的动能及小球在CD段上运动的总路程.
人和雪橇的总质量为75kg,沿倾角且足够长的斜坡向下运动,已知雪橇所受的空气阻力与速度成正比,比例系数k未知,从某时刻开始计时,测得雪橇运动的v-t图象如图中的曲线AD所示,图中AB是曲线在A点的切线,切线上一点B的坐标为(4,15),CD是曲线AD的渐近线,g取10m/s2,试回答和求解:
雪橇在下滑过程中,开始做什么运动,最后做什么运动
当雪橇的速度为5m/s时,雪橇的加速度为多大?
雪橇与斜坡间的动摩擦因数
多大?
如图所示,半径为R,内径很小的光滑半圆管竖直放置。两个质量均为m的小球a、b以不同的速度进入管内,a通过最高点A时,对管壁上部的压力为3mg,b通
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过最高点A时,对管壁下部的压力为0.75mg,求a、b两球落地点间的距离。
运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目。如图所示,AB是水平路面,BC是半径为20m的圆弧,CDE是一段曲面。运动员驾驶功率始终是P=1.8kW的摩托车在AB段加速,到B点时速度达到最大vm=20m/s,再经t=13s的时间通过坡面到达E点时,关闭发动机后水平飞出。已知人和车的总质量m=180 kg,坡顶高度h=5m,落地点与E点的水平距离s=16m,重力加速度g=10m/s2。如果在AB段摩托车所受的阻力恒定,求AB段摩托车所受阻力的大小;
摩托车过B点时受到地面支持力的大小;
摩托车在冲上坡顶的过程中克服阻力做功。
如下图所示,甲图是用来使带正电的离子加速和偏转的装置。乙为该装置中加速与偏转电场的等效模拟图。以y轴为界,左侧为沿x轴正向的匀强电场,场强为E。右侧为沿y轴负方向的另一匀强电场。已知OA⊥AB,OA=AB,且OB间的电势差为U0。若在x轴的C点无初速地释放一个电荷量为q、质量为m的正离子(不计重力),结果正离子刚好通过B点,求:CO间的距离d;
粒子通过B点的速度大小。
2011年3月11日,日本大地震以及随后的海啸给日本带来了巨大的损失。灾后某中学的部分学生组成了一个课题小组,对海啸的威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型:如图甲在水平地面上放置一个质量为m=4kg的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力F随位移x变化的图像如图乙所示,已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10m/s2。运动过程中物体的最大加速度为多少?
在距出发点什么位置时物体的速度达到最大?
物体在水平面上运动的最大位移是多少?