如图所示,装置的左边是足够长的光滑水平面,一轻质弹簧左端固定,右端连接着质量 的小物块。装置的中间是水平传送带,它与左右两边的台面等高,并能平滑对接。传送带始终以 的速率逆时针转动。装置的右边是一光滑的曲面,质量的小物块从其上距水平台面h=1.0m处由静止释放。已知物块与传送带之间的摩擦因数,。设物块、中间发生的是对心弹性碰撞,第一次碰撞前物块静止且处于平衡状态。取。
(1)求物块与物块 第一次碰撞前速度大小;
(2)通过计算说明物块与物块第一次碰撞后能否运动到右边曲面上?
(3)如果物块、每次碰撞后,物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定,而当他们再次碰撞前锁定被解除,试求出物块第次碰撞后的运动速度大小。
如图所示,在光滑的水平面上固定有左、右两竖直挡板,挡板间距离足够长,有一质量为M,长为L的长木板靠在左侧挡板处,另有一质量为m的小物块(可视为质点),放置在长木板的左端,已知小物块与长木板间的动摩擦因数为μ,且M>m。现使小物块和长木板以共同速度v0向右运动,设长木板与左、右挡板的碰撞中无机械能损失。试求:
(1)将要发生第二次碰撞时,若小物块仍未从长木板上落下,则它应距长木板左端多远
(2)为使小物块不从长木板上落下,板长L应满足什么条件
(3)若满足(2)中条件,且M=2kg,m=1kg,v0=10m/s, 试计算整个系统从开始到刚要发生第四次碰撞前损失的机械能。(计算结果小数点后保留一位)
(16分)如图所示,MN和PQ是竖直放置相距1m为的滑平行金属导轨(导轨足够长,电阻不计),其上方连有R1=9Ω的电阻和两块水平放置相距d=20cm的平行金属板AC,金属板长1m,将整个装置放置在图示的匀强磁场区域,磁感强度B=1T,现使电阻R2=1Ω的金属棒ab与导轨MN、PQ接触,并由静止释放,当其下落h=10m时恰能匀速运动(运动中ab棒始终保持水平状态,且与导轨接触良好).此时,将一质量m1=0.45g,带电量q=1.0×10-4C的微粒放置在A、C金属板的正中央,恰好静止。g=10m/s2).求:
(1)微粒带何种电荷,ab棒的质量m2是多少
(2)金属棒自静止释放到刚好匀速运动的过程中,电路中释放多少热量
(3)若使微粒突然获得竖直向下的初速度v0,但运动过程中不能碰到金属板,对初速度v0有何要求?该微粒发生大小为的位移时,需多长时间
(14分)某些城市交通部门规定汽车在市区某些街道行驶速度不得超过v0=30km/h.一辆汽车在该水平路段紧急刹车时车轮抱死,沿直线滑动一段距离后停止.交警测得车轮在地面上滑行的轨迹长为s0=10m.从手册中查出该车轮胎与地面间的动摩擦因数为μ=0.75,取重力加速度g=10m/s2.
(1)假如你是交警,请你判断汽车是否违反规定,超速行驶(在下面写出判断过程)
(2)目前,有一种先进的汽车制动装置,可保证车轮在制动时不被抱死,使车轮仍有一定的滚动,安装了这种防抱死装置的汽车,在紧急刹车时可获得比车轮抱死更大的制动力,从而使刹车距离大大减小.假设汽车安装防抱死装置后刹车制动力恒为f,驾驶员的反应时间为t,汽车的质量为m,汽车行驶的速度为v,试推出刹车距离s(反应距离与制动距离之和)的表达式.
(3)根据刹车距离s的表达式,试分析引发交通事故的原因的哪些
如图所示,一质量为m、长为L的木板A静止在光滑水平面上,其左侧固定一劲度系数为k的水平轻质弹簧,弹簧原长为l0,右侧用一不可伸长的轻质细绳连接于竖直墙上。现使一可视为质点小物块B以初速度v0从木板的右端无摩擦地向左滑动,而后压缩弹簧。设B的质量为λm,当时细绳恰好被拉断。已知弹簧弹性势能的表达式
,其中k为劲度系数,x为弹簧的压缩量。求:
(1)细绳所能承受的最大拉力的大小Fm
(2)当时,小物块B滑离木板A时木板运动位移的大小sA
(3)当λ=2时,求细绳被拉断后长木板的最大加速度am的大小
(4)为保证小物块在运动过程中速度方向不发生变化,λ应满足的条件
如图甲所示,在真空中,半径为R的圆形区域内存在匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外。在磁场左侧有一对平行金属板M、N,两板间距离也为R,板长为L,板的中心线O1O2与磁场的圆心O在同一直线上。置于O1处的粒子发射源可连续以速度v0沿两板的中线O1O2发射电荷量为q、质量为m的带正电的粒子(不计粒子重力),MN两板不加电压时,粒子经磁场偏转后恰好从圆心O的正下方P点离开磁场;若在M、N板间加如图乙所示交变电压UMN,交变电压的周期为,t=0时刻入射的粒子恰好贴着N板右侧射出。求
(1)匀强磁场的磁感应强度B的大小
(2)交变电压电压U0的值
(3)若粒子在磁场中运动的最长、最短时间分别为t1、t 2 ,则它们的差值为多大?