某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛,比赛路径如图所示。可视为质点的赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道,并通过半圆轨道的最高点C,才算完成比赛。B是半圆轨道的最低点,水平直线轨道和半圆轨道相切于B点。已知赛车质量m=0.5kg,通电后以额定功率P=2W工作,进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为Ff=0.4N,随后在运动中受到的阻力均可不计,L=10.00m,R=0.32m,(g取10m/s2)。求:
(1)要使赛车能通过C点完成比赛,通过C点的速度至少多大?
(2)赛车恰能完成比赛时,在半圆轨道的B点的速度至少多大?这时对轨道的压力多大。
(3)要使赛车完成比赛,电动机从A到B至少工作多长时间。
(4)若电动机工作时间为t0=5s,当R为多少时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离又最大,水平距离最大是多少?
(5)若BC轨道是光滑管道,假定小球可从圆管C端射出,试讨论:小球到达C端处对管壁压力方向不同时,对应射入B点速度vB的条件。
(9′)传送带被广泛地应用于码头、机场和车站,如图所示为一水平传送带的装置示意图,紧绷的传送带AB始终保持恒定的速率V=1m/s运行.将一质量m=4kg的行李无初速地放在A处,传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动,随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动.设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,A、B间的距离L=2m,g取10m/s2.
(1)行李做匀加速直线运动的位移为多少?
(2)如果提高传送带的运行速率,行李就能被较快地传送到B处,求行李从A处以最短时间传送到B处时传送带对应的最小运行速率.
(3)若行李相对带运动过程能留下痕迹,则带上痕迹多长?
(8′). 一物体从固定斜面的顶端由静止开始匀加速沿斜面下滑,已知物体在斜面上滑行的最初3s通过的路程为s1,物体在斜面上滑行的最后3s,通过的路程为s2,且s2-s1=6m,已知s1∶s2=3∶7,求斜面的长度?
(8′).如图所示,一直角斜槽(两槽面夹角为900)对水平面夹角为300,一个横截面为正方形的物块恰能沿此槽匀速下滑,假定两槽面的材料和表面情况相同,问物块和槽面间的动摩擦因数是多少?
水平放置的平行导轨左边接有电阻R="1." 5Ω,轨道间距0 4m.且所在处有竖直向下的匀强磁场,磁场随时间变化的关系如图,金属棒ab横跨导轨两端,其电阻r=0.5Ω,棒ab与电阻R相距1m.整个系统始终处于静止状态求:
(1)当t=0.1s时通过金属棒ab的电流大小和方向;
(2)当t="0." 3s时金属棒ab所受摩擦力的大小和方向.
如图所示,在水平地面MN上方有一个粗糙绝缘平台PQ,高度为h=0.4m平台上方PR右侧有水平向右的有界匀强电场,PR左侧有竖直向上的匀强电场,场强大小均为E=1.1×l04 N/C有一质量m=1.0×10-3kg、电荷量为q= —1.0×10-6C的滑块,放在距离平台左端P点L="0." 5m处,滑块与平台间的动摩擦因数
现给滑块水平向左的初速度
=4m/s,取g=10m/s2,求:
(1)滑块经过P点时的速度;
(2)滑块落地点到N点的距离。