(18分)
如图所示,倾角为30°的光滑斜面的下端有一水平传送带,传送带正以6 m/s的速度运动,运动方向如图所示.一个质量为2 kg的物体(物体可以视为质点),从h="3.2" m高处由静止沿斜面下滑,物体经过A点时,不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其动能损失.物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,物体向左最多能滑到传送带左右两端AB的中点处,重力加速度g="10" m/s2,
则:(1)物体由静止沿斜面下滑到斜面末端需要多长时间?
(2)传送带左右两端AB间的距离L至少为多少?
(3)上述过程中物体与传送带组成的系统产生的摩擦热为多少?
(4)物体随传送带向右运动,最后沿斜面上滑的最大高度h′为多少?
如图所示,坐标平面的第I象限内存在大小为E、方向水平向左的匀强电场,足够长的挡板MN垂直x轴放置且距离点O为d,第II象限内存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B。一质量为m,带电量为-q的粒子(重力忽略不计)若自距原点O为L的A点以一定的速度垂直x轴进入磁场,则粒子恰好到达O点而不进入电场。现该粒子仍从A点进入磁场,但初速度大小为原来的4倍,为使粒子进入电场后能垂直到达挡板MN上,求:
(1)粒子第一次从A点进入磁场时,速度的大小;
(2)粒子第二次从A点进入磁场时,速度方向与x轴正向间的夹角大小;
(3)粒子打到挡板上时的速度大小。
一平板车,质量M=100kg,停在水平路面上,车身的平板离地面的高度h=1.25m,一质量m=50kg的物块置于车的平板上,它到车尾端的距离b=1.00m,与车板间的动摩擦因数μ=0.20。如图所示。今对平板车施一水平向右的恒力使车向前行驶,结果物块从车板上滑落。物块刚离开车板的时刻,车向前行驶的距离s0=2.0m,求物块落地时,落地点到车尾的水平距离s。不计路面与平板车间以及轮轴之间的摩擦,取g=10m/s2。
如图18所示,一个小球从高h=10m处以水平速度v0=10m/s抛出,撞在倾角θ=45°的斜面上的P点,已知AC=5m,求:
(1)P、C之间的距离;
(2)小球撞击P点时速度的大小和方向。
如图17所示,甲为操作上一质量不计的竖直滑杆,滑杆上端固定,下端悬空,为了研究学生沿杆下滑的情况,在杆的顶部装有一拉力传感器,可显示杆的顶端所受拉力的大小,现有一学生手握滑杆,从杆的上端由静止开始下滑,下滑5s后这个学生的下滑速度为零,并用手紧握住滑杆保持静止不动,以这个学生开始下滑时刻为计时起点,传感器显示的力随时间变化的情况如图乙所示。g=10m/s2,求:
(1)该学生下滑过程中的最大速度;
(2)5s内该学生下滑的距离。
如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为.不计空气阻力,重力加速度为g,求
电场强度E的大小和方向;
小球从A点抛出时初速度v0的大小;
A点到x轴的高度h.