如图甲,在水平地面上固定一倾角为θ的光滑绝缘斜面,斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端,整根弹簧处于自然状态。一质量为m、带电量为q(q>0)的滑块从距离弹簧上端为s0处静止释放,滑块在运动过程中电量保持不变,设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重力加速度大小为g。
(1)求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1
(2)若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为vm,求滑块从静止释放到速度大小为vm过程中弹簧的弹力所做的功W;
(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t图象。图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度大小,vm是题中所指的物理量。(本小题不要求写出计算过程)
下图为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B两端相距3m,另一台倾斜,传送带与地面的倾角θ=37°,C、D两端相距4.45m,B、C相距很近。水平部分AB以5m/s的速率顺时针转动。将质量为10kg的一袋大米放在A端,到达B端后,速度大小不变地传到倾斜的CD部分,米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5。试求:
(1)若CD部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离;
(2)若要米袋能被送到D端,求CD部分顺时针运转的速度应满足的条件
(3)在满足(2)问的情况下,求米袋从C 端到D 端所用时间的取值范围。
某电视台娱乐节目在游乐园举行家庭搬运砖块比赛活动.比赛规则是:如图甲所示向滑动行驶的小车上搬放砖块,且每次只能将一块砖无初速度(相对地面)地放到车上,车停止时立即停止搬放,以车上砖块多少决定胜负.已知每块砖的质量m=0.8 kg,小车的上表面光滑且足够长,比赛过程中车始终受到恒定牵引力F=20 N的作用,未放砖块时车以v0=3 m/s的速度匀速前进.获得冠军的家庭上场比赛时每隔T=0.8 s搬放一块砖,从放上第一块砖开始计时,图中仅画出了0~0.8 s内车运动的v-t图象,如图乙所示,g取10 m/s2.求:
(1)小车的质量及车与地面间的动摩擦因数;
(2)车停止时,车上放有多少块砖.
特战队员从悬停在空中离地55m高的直升机上沿绳下滑进行降落训练,某特战队员和他携带的武器质量共为80kg,设特战队员用特制的手套轻握绳子时可获得200N的摩擦阻力,紧握绳子时可获得1000N的摩擦阻力,下滑过程中特战队员至少轻握绳子才能确保安全,()。试求:
(1)特战队员轻握绳子降落时的加速度的大小;
(2)若要求特战队员着地时的速度不大于5m/s,则特战队员在空中下滑的最少时间为多少?
如图所示,质量为m=4kg的圆柱体卡在V形凹槽内,凹槽右壁竖直,左边为倾角θ=37°的斜面,圆柱体与槽之间的动摩擦因数均为μ=0.2,槽放在水平桌面上(AB与桌面平行),今用平行AB的力推F着圆柱体匀速前进,求:
(1)圆柱体对竖直右壁的压力大小
(2)推力F的大小
如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内,存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II,两电场的边界均是边长为L的正方形(不计电子所受重力)。若在该区域AB边的中点处由静止释放质量为m,带电量为e的电子:
(1)求电子离开匀强电场I时的速度;
(2)求电子离开匀强电场II的位置(位置坐标用L表示)