某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为s。比赛时,某同学将球置于球拍中心,以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v0时,再以v0做匀速直线运动跑至终点.整个过程中球一直保持在球拍中心不动.比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0,如图所示,设球在运动中受到的空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为m,重力加速度为g.
(1)求空气阻力大小与球速大小的比值k;
(2)求在加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式;
(3)整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为v0,而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求β应满足的条件.
水平传送带以v=2m/s速度顺时针匀速运动,将物体轻放在传送带的A端,它可以先匀加速后匀速运动到传送带另一端B。传送带AB两端间的距离为L=4m,物体和传送带间的动摩擦因数μ=0.1,g取10m/s2。求:
(1)物体在匀加速过程中加速度大小?
(2)物体A端经多长时间运动到B端
(3)若传送带以v=4m/s速度逆时针匀速运动,为使物体仍能到达B端,在A端至少给物体多大的初速度?
如图所示,长为L=8m、质量为M=4kg的长木板放置于光滑的水平面上,其左端有一个大小可忽略,质量为m=1kg的物块,物块与木板间的动摩擦因数为0.4,开始时物块与木板处于静止状态,物块的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2;用外力固定木板,对物块施加方向水平向右的恒定拉力F=8N,使物块在木板上滑动起来,求:
(1)求物块在木板上滑行的加速度大小;
(2)物块从木板左端运动到右端经历的时间;
(3)若不用外力固定木板,对物块施加方向水平向右的恒定拉力F=2N,求物块和木板的加速度大小.
一质量=2.0 kg的小物块以一定的初速度冲上一倾角为37°足够长的斜面,某同学利用传感器测出了小物块从一开始冲上斜面到之后上滑过程中多个时刻的瞬时速度,并用计算机作出了小物块上滑过程的速度—时间图线,如图所示。物块的最大静摩擦力等于滑动最大静摩擦力(取
=0.6,cos 37°=0.8,g取10m/s2)求:
(1)物块冲上斜面过程中的加速度大小和最远距离;
(2)物块与斜面间的动摩擦因数;
(3)判断物块最后能否返回斜面底端?若能返回,求出返回斜面底端过程中的加速度大小;若不能返回,求出物块停在什么位置。
如图所示,光滑水平面AB与竖直面内粗糙的半圆形导轨在B点衔接,BC为导轨的直径,与水平面垂直,导轨半径为R=0.4m,一个质量为m=2.0kg的小球将弹簧压缩至A处.小球从A处由静止释放被弹开后,以速度v=6m/s经过B点进入半圆形轨道,之后向上运动恰能沿轨道运动到C点,求:
(1)释放小球前弹簧的弹性势能;
(2)小球到达C点时的速度大小;
(3)小球由B到C运动过程中克服阻力做的功.
一只质量为1kg的小球,从距水平地面5m高的点以8m/s的初速度水平抛出.不计空气阻力,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小球刚抛出时相对于水平地面的重力势能;
(2)小球在空中飞行的时间;
(3)小球抛出的水平距离.