某学校的一个科学探究小组,以“保护高空降落的鸡蛋”为题,要求制作一个装置,让鸡蛋从高处落到地面而不被摔坏。现有一位同学设计了如图所示的一个装置来保护鸡蛋,用A、B两块内壁粗糙、带有尾翼的夹板夹住鸡蛋,夹板再用橡皮筋捆住,并保证两夹板与鸡蛋之间的正压力恒为鸡蛋重力的2倍,夹板与鸡蛋间的动摩擦因数μ=0.8,鸡蛋夹放的初始位置离夹板下端的距离s=0.45m。该小组测定,在没有任何保护装置时,鸡蛋掉到某地面上,不被摔破的最大下落高度h0=0.1m。现将该夹板从距该地面某一高处自由落下,落下时夹板保持竖直,夹板碰地后速度立即为零,不计空气阻力,计算时鸡蛋可视为质点,g取10m/s2。
(1)求:夹板着地后,鸡蛋在夹板中滑行时的加速度大小和方向
(2)为使鸡蛋不被摔坏,该夹板刚开始下落时离该地面的最大高度H=?
将电动势为3.0V的电源接入电路中,测得电两极间的电压为2.4V,当电路中有6C的电荷流过时,求
(1)有多少其他形式的能转化为电能
(2)内外电路有多少其他形式的能转化为电能
真空中同一直线上有A、B两点固定有电荷量分别为 +4Q 和 –Q的点电荷。将另一个点电荷放在该直线的什么位置上,可以使它在电场力的作用下保持静止,引入的这个点电荷是正电荷还是负电荷?电荷量是多大? (6分)
(16分)如图所示,ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径R=15m的四分之一圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO是直径为15m的半圆轨道,D为BDO轨道的中央,一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下,沿竖直平面内的轨道通过D点时对轨道的压力等于其重力的倍,试求:
⑴高度H的大小;
⑵讨论此球能否到达BDO轨道的O点,并说明理由;
⑶小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小和方向。
(15分)在一次国际城市运动会中,要求运动员从高为H的平台上A点,由静止出发,沿着动摩擦因数为μ的滑道向下运动到B点后水平滑出,最后落在水池中,如图所示,设滑道的水平距离为L,B点的高度h可由运动员自由调节(取g=10m/s2),求:
⑴运动员到达B点的速度与高度h的关系;
⑵运动员要达到最大水平运动距离,B点的高度h应调为多大?对应的最大水平距离smax为多少?
⑶若图中H=4m,L=5m,动摩擦因数μ=0.2,则水平运动距离要达到7m,h值应为多少?
(14分)如图所示,质量M=kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块A与质量m=
kg的小球相连,今用跟水平方向成α=30°角的力F=
N,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取g=10m/s2,求:
⑴作出物体M和m的受力分析图;
⑵运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ;
⑶木块与水平杆间的动摩擦因数μ。