如图所示,光滑水平面上有一质量M=4.0kg的带有圆弧轨道的平板车,车的上表面是一段长L=1.0m的粗糙水平轨道,水平轨道左侧连一半径R="0.25m" 的光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O′点相切。车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧,一质量m=1.0kg的小物块紧靠弹簧放置,小物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5。整个装置处于静止状态,现将弹簧解除锁定,小物块被弹出,恰能到达圆弧轨道的最高点A。取g=10m/2,求:
(1) 小物块到达A点时,平板车的速度大小
(2) 解除锁定前弹簧的弹性势能;
(3) 小物块第二次经过O′点时的速度大小;
(4) 小物块与车最终相对静止时,它距O′点的距离。
如图所示,在xOy平面内,一带电粒子在x轴上的P点以某一速率沿与x轴正方向夹角为450的方向射出。运动过程中经过了一与xy平面垂直的圆形匀强磁场区域的偏转后,最后击中了x轴上的Q点。现已知P、Q两点坐标分别为(-a,0)、(a,0),在磁场内外运动的时间相等,且粒子轨道是轴对称的。试确定满足此题意情况下的最小磁场的圆心位置坐标及面积大小。
在用高级沥青铺设的高速公路上,对汽车的设计限速是30m/s。汽车在这种路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍。(g=10m/s2)
(1)如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯,假设弯道的路面是水平的,其弯道的最小半径是多少?
(2)如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥,要使汽车能够安全通过圆弧拱桥,这个圆弧拱桥的半径至少是多少?
有两颗人造卫星,都绕地球做匀速圆周运行,已知它们的轨道半径之比r1:r2=4:1。对于这两颗卫星的运动,求:⑴线速度之比;(2)周期之比;(3)向心加速度之比。
从某高度处以12m/s的初速度水平抛出一物体,经2s落地,g取10m/s2,求:
(1)物体抛出时的高度;
(2)物体抛出点与落地点的水平距离;
(3)速度方向与水平方向的夹角θ的正切tanθ。
如图所示,半径为R的3/4圆周轨道固定在竖直平面内,O为圆轨道的圆心,D为圆轨道的最高点,圆轨道内壁光滑,圆轨道右侧的水平面BC与圆心等高。质量为m的小球从离B点高度为h处的A点由静止开始下落,从B点进入圆轨道,小球能通过圆轨道的最高点,并且在最高点对轨道的额压力不超过3mg。现由物理知识推知,小球下落高度h与圆轨道半径R及小球经过D点时的速度vD之间的关系为。
(1)求高度h应满足的条件;
(2)通过计算说明小球从D点飞出后能否落在水平面BC上,并求落点与B点水平距离的范围。