“头脑风暴法”是一种培养学生创新思维能力的方法。某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”,以“保护鸡蛋”为题,要求制作一个装置,让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不会摔坏。如果没有保护,鸡蛋最多只能从0.1m的高度落到地面而不会摔坏。一位同学设计了如图16所示的装置来保护鸡蛋,用A、B两块粗糙的夹板夹住鸡蛋,鸡蛋下端离装置下端的距离为x="0.45" m,夹板A和B与鸡蛋之间的滑动摩擦力都为鸡蛋重力的5倍。现将该装置从距地面某一高度由静止释放,装置在下落过程中始终保持竖直状态,与地面作用时间极短,落地后没有反弹。取g=10m/s2。求:
(1)鸡蛋如果不会摔坏,直接撞击地面的最大速度v;
(2)如果使用该保护装置,鸡蛋落地后不会摔坏,该装置由静止释放时其下端离地面的最大高度H;
(3)为了使该装置从更高的地方由静止释放,鸡蛋落地后不会摔坏,请你至少提供一种可行而又简单的方法。
起重机把重量为1000N的重物匀速提高4m,不计空气阻力,求:
(1)钢绳的拉力做多少功?
(2)重力做多少功?
(3)合力做多少功?
(12分)为了使航天员能适应在失重环境下是的工作和生活,国家航天局组织对航天员进行失重训练。故需要创造一种失重环境;航天员乘坐到民航客机上后,训练客机总重5×104kg,以200m/s速度沿300倾角爬升到7000米高空后飞机向上拉起,沿竖直方向以200m/s 的初速度向上作匀减速直线运动,匀减速的加速度为g,当飞机到最高点后立即掉头向下,仍沿竖直方向以加速度为g加速运动,在前段时间内创造出完全失重,当飞机离地2000米高时为了安全必须拉起,后又可一次次重复为航天员失重训练。若飞机飞行时所受的空气阻力f=Kv(k=900N·s/m),每次飞机速度达到350m/s 后必须终止失重训练(否则飞机可能失速)。
求:(1)飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。
(2)飞机下降离地4500米时飞机发动机的推力(整个运动空间重力加速度不变)。
(14分)质量为m=1.0 kg的小滑块(可视为质点)放在质量为M=3.0 kg的长木板的右端,木板上表面光滑,木板与地面之间的动摩擦因数为μ=0.2,木板长L=1.0 m.开始时两者都处于静止状态,现对木板施加水平向右的恒力F=12 N,如下图所示,经一段时间后撤去F.为使小滑块不掉下木板,试求:用水平恒力F作用的最长时间.(g取10 m/s2)
(10分)质量为m=10kg的物体A在水平推力F=100N力的作用下,从静止开始做匀加速直线运动,已知A与地面的动摩擦因素为=0.2,g=10米/秒。。求:
(1)物体A的加速度
(2)若外力只作用1s钟,求A从静止开始到最后静止的位移共为多大。
(10分)一辆长途客车正在以v=20m/s的速度匀速行驶,突然,司机看见车的正前方x=45m处有一只静止的小狗(如图所示),司机立即采取制动措施.从司机看见小狗到长途客车开始做匀减速直线运动的时间间隔△t=0.5s.若从司机看见小狗开始计时(t=0),该长途客车的速度—时间图象如图所示.
求:(1)长途客车在△t时间内前进的距离;
(2)长途客车从司机发现小狗至停止运动的这段时间内前进的距离;
(3)根据你的计算结果,判断小狗是否安全.如果安全,请说明你判断的依据;如果不安全,有哪些方式可以使小狗安全,请举出一个例子。