(22分)如图(a),小球甲固定于水平气垫导轨的左端,质量m=0.4kg的小球乙可在导轨上无摩擦地滑动,甲、乙两球之间因受到相互作用而具有一定的势能,相互作用力沿二者连线且随间距的变化而变化。现已测出势能随位置x的变化规律如图(b)中的实线所示。已知曲线最低点的横坐标x0=20cm,虚线①为势能变化曲线的渐近线,虚线②为经过曲线上某点的切线。
(1)将小球乙从x1=8cm处由静止释放,小球乙所能达到的最大速度为多大?
(2)假定导轨右侧足够长,将小球乙在导轨上从何处由静止释放,小球乙不可能第二次经过x0=20cm的位置?并写出必要的推断说明;
(3)若将导轨右端抬高,使其与水平面的夹角α=30°,如图(c)所示。将球乙从x2=6cm处由静止释放,小球乙运动到何处时速度最大?并求其最大速度;
(4)在图(b)上画出第(3)问中小球乙的动能Ek与位置x的关系图线。
一辆值勤的警车停在公路上,当警察发现从他旁边以v=8m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时,决定去拦截,经2.5s警车发动起来,以a=2m/s2加速度匀加速开出维持匀加速运动,能达到的最大速度为180km/h。试问:
(1)警员从发现违章的货车到追上违章的货车要多长时间?
(2)在警车追上货车之前,两车间的最大距离是多少?
如图所示,用绳拴住木棒AB的A端,使木棒在竖直方向上静止不动.在木棒A端正下方有一点C距A端0.8 m.若把绳轻轻剪断,测得A、B两端通过C点的时间差是0.2 s.重力加速度g="10" m/s2,求木棒AB的长度.
如图所示,A、B是两个相同的轻弹簧,原长都是L0=10cm,劲度系数k=500N/m,如果图中悬挂的两个物体质量均为m,现测得两个弹簧的总长为26cm,则物体的质量m是多少?(取g=10N/kg)
以18m/s的速度行驶的汽车,紧急刹车后做匀减速直线运动,其加速度大小为6m/s2.试求:
(1)汽车在2s末的速度大小?
(2)汽车在6s内的位移大小?
质量为m =2kg的物体,放在水平面上,它们之间的动摩擦因数μ=0.5,现对物体施F =10N的作用力,方向与水平成θ=370(sin370=0.6)角斜向上,如图所示,物体运动4s后撤去力F到物体再停止时,通过的总位移是多少?(g="10" m/s2)