14. (16分)在游乐节目中,选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图所示,他们将选手简化为质量m=60kg的指点,选手抓住绳由静止开始摆动,此事绳与竖直方向夹角=
,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深。取中立加速度
,
,
(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;
(2)若绳长l="2m," 选手摆到最高点时松手落入手中。设水碓选手的平均浮力,平均阻力
,求选手落入水中的深度
;
(3)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳认为绳越短,落点距岸边越远,请通过推算说明你的观点。
(12分)如图所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点与一条水平轨道相连,轨道都是光滑的.轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,场强为E.从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m的带正电的小球,为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动,求释放点A距圆轨道最低点B的距离s。已知小球受到的电场力大小等于小球重力的倍。
(10分)如图所示,水平放置的两块平行金属板长l =5cm,两板间距d=1cm,两板间电压为U=90V,且上板带正电,一个电子沿水平方向以速度v0=2.0×107m/s,从两板中央射入,(电子质量m=9.0×10-31kg,电子电量值q=1.6×10-19C)求:
(1)电子飞出金属板时侧位移y0是多少?
(2)电子离开电场后,打在屏上的P点,若s=10cm,求OP的长.
如图甲,在水平地面上固定一倾角为θ的动摩擦因数为μ斜面,一劲度系数为k的轻质弹簧的一端固定在斜面底端,弹簧处于自然状态。一质量为m的滑块从距离弹簧上端为s0处由静止释放,设滑块与弹簧接触过程中没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内(不计空气阻力,重力加速度大小为g)。
(1)求滑块与弹簧上端接触瞬间的动能。
(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,求此时弹簧所具有的弹性势能。
(3)从滑块静止释放瞬间开始计时,请在乙图中定性画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间的关系图象。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。(本问不要求写出计算过程
如图所示,竖直光滑圆轨道BCD固定在水平面AB上,轨道圆心为O,半径R=lm,轨道最低点与水平面相切于B点,C为轨道最高点,D点与圆心O等高。一质量m=1Kg的小物块,从水平面上以速度V0竖直向上抛出,抛出的初速度v0 =8m/s,物块从D点进入圆轨道,最终停在A点。若A、B间的距离为8m。g=l0m/s2。求:
(1)求物块运动到C点时,对轨道的压力为多大?
(2)求物块与水平面间的动摩擦因数μ。
(3)物块从B点运动到A点所用的时间。
公路上行驶的两辆汽车之间应保持一定的安全距离。当前车突然停止时,后车司机可以采取刹车措施,使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时,安全距离为120m。设雨天时汽车轮胎与沥青地面的动摩擦因数为晴天时的2/5,若要求安全距离仍为120m,汽车在雨天安全行驶的最大速度是72km/h。求人的反应时间和汽车系统的反应时间之和最大为多少秒?