(15分) 一游客在峨眉山滑雪时,由静止开始沿倾角为37°的山坡匀加速滑下。下滑过程中从A 点开始给游客抓拍一张连续曝光的照片如图所示。经测量游客从起点到本次曝光的中间时刻的位移恰好是40m。已知本次摄影的曝光时间是0.2s ,照片中虚影的长度L 相当于实际长度4m,试计算
(1) 运动员下滑的加速度
(2)滑雪板与坡道间的动摩擦因数。( g=10m/s2 , sin370=0.6 , cos370=0.8 ) (保留两位有效数字)
如图所示,半径R=1.0 m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°,另一端点C为轨道的最低点.C点右侧的水平路面上紧挨C点放置一木板,木板质量M=1 kg,上表面与C点等高.质量m=1 kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0=1.2 m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道.已知物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与路面间的动摩擦因数μ2=0.05,取g=10 m/s2.试求:
(1)物块经过轨道上的C点时对轨道的压力大小;
(2)若木板足够长,请问从开始平抛至最终木板、物块都静止,整个过程产生的热量是多少?
如图所示,质量M="8" kg的小车放在水平光滑的平面上,在小车左端加一水平推力F="8" N,当小车向右运动的速度达到3 m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m="2" kg的小物块,物块与小车间的动摩擦因数=0.2,小车足够长.求
(1)小物块放上后,小物块及小车的加速度各为多大;
(2)经多长时间两者达到相同的速度;
(3)从小物块放上小车开始,经过t="3" s小物块通过的位移大小为多少。(取g="l0" m/s2)
如图所示,直线MN的下方有竖直向下的匀强电场,场强大小为E=700V/m。在电场区域内有一个平行于MN的挡板PQ;MN的上方有一个半径为R=m的圆形弹性围栏,在围栏区域内有图示方向的匀强磁场,磁感应强度大小为B=16.3T。围栏最低点一个小洞b,在b点正下方的电场区域内有一点a,a点到MN的距离d1=45cm,到PQ距离d2=5cm。现将一个质量为m="0.1g" ,带电量q=2×10-3C的带正电小球(重力不计),从a点由静止释放,在电场力作用下向下运动与挡板PQ相碰后电量减少到碰前的0.8倍,且碰撞前后瞬间小球的动能不变,不计空气阻力以及小球与围栏碰撞时的能量损失,试求:(已知
,
)
(1)小球第一次与挡板PQ相碰后向上运动的距离;
(2)小球第一次从小洞b进入围栏时的速度大小;
(3)小球从第一次进入围栏到离开围栏经历的时间。
如图所示,两电阻不计的足够长光滑平行金属导轨与水平面夹角,导轨间距
,所在平面的正方形区域abcd内存在有界匀强磁场,磁感应强度为
T,方向垂直斜面向上。将甲乙两电阻阻值相同、质量均为
kg的相同金属杆如图放置在导轨上,甲金属杆处在磁场的上边界,甲乙相距也为
,其中
m。静止释放两金属杆的同时,在甲金属杆上施加一个沿着导轨的外力F,使甲金属杆在运动过程中始终做沿导轨向下的匀加速直线运动,加速度大小5m/s2,乙金属杆刚进入磁场时即作匀速运动。(取
m/s2)
(1)求金属杆甲的电阻R;
(2)以刚释放时,写出从开始到甲金属杆离开磁场,外力F随时间t的变化关系;
(3)若从开始释放到乙金属杆离开磁场,乙金属杆中共产生热量J,试求此过程中外力F对甲做的功。
滑雪运动中,滑雪板与雪地之间的相互作用与滑动速度有关,当滑雪者的速度超过4m/s时,滑雪板与雪地间的动摩擦因数就会由μ1=0.25变为μ2=0.125。一滑雪者从倾角θ=370的坡顶A处由静止开始自由下滑,滑至坡底B(B处为一光滑小圆弧)后又滑上一段水平雪地,最后停在C处,如图所示,不计空气阻力,坡长L=26m,取g=10m/s2,sin370=0.6
求:
(1)滑雪者从静止开始到动摩擦因数发生变化所经历的时间;
(2)滑雪者到达B处的速度大小;
(3)滑雪者从静止开始到速度大小为10m/s所经历的时间。