地面上有一个半径为R的圆形跑道,高为h的平台边缘上的P点在地面上P′点的正上方,P′与跑道圆心O的距离为L(L>R),如图所示。跑道上停有一辆小车,现从P点水平抛出小沙袋,使其落入小车中(沙袋所受空气阻力不计)。问:
(1)当小车分别位于A点和B点时(∠AOB=90°),沙袋被抛出时的初速度各为多大?
(2)若小车在跑道上运动,则沙袋被抛出时的初速度在什么范围内?
(3)若小车沿跑道顺时针运动,当小车恰好经过A点时,将沙袋抛出,为使沙袋能在B处落入小车中,小车的速率v应满足什么条件?
城市中为了解决交通问题,修建了许多立交桥,如图所示,桥面为圆弧形的立交桥AB,横跨在水平路面上,长L=200m,桥高20m。可认为桥的两端A、B与水平路面的连接处是平滑的。一辆小汽车的质量m=1040kg,以25m/s的速度冲上此立交桥,假设小汽车冲上立交桥后就关闭了发动机,不计车受到的阻力。求(1)小汽车冲上桥顶时的速度多大?(2)小汽车在桥顶处对桥面的压力多大?(g取10m/s2)
如图所示,在倾角为的斜面上,一物块通过轻绳牵拉压紧弹簧。现将轻绳烧断,物块被弹出,与弹簧分离后即进入足够长的
粗糙斜面(此前摩擦不计),沿斜面上滑达到最远点位置离N距离为s。此后下滑,第一次回到N处,压缩弹簧后又被弹离,第二次上滑最远位置离N距离为
。求:
(1)物块与粗糙斜面间的动摩擦因数;
(2)物体最终克服摩擦力做功所通过的总路程。
质量为1kg的物体以36m/s的初速度竖直上抛,经2s后速度减小为12m/s,在此过程中空气阻力大小不变。求:
(1)物体增加的重力势能
(2)物体克服阻力所做的功
用如图甲所示的滑轮组提升水中的物体M1,动滑轮A所受重力为G1,物体M1完全在水面下以速度v匀速竖直上升的过程中,卷扬机加在绳子自由端的拉力为F1,拉力F1做功的功率为P1,滑轮组的机械效率为;为了提高滑轮组的机械效率,用所受重力为G2的动滑轮B替换动滑轮A,如图乙所示,用替换动滑轮后的滑轮组提升水中的物体M2,物体M2完全在水面下以相同的速度v匀速竖直上升的过程中,卷扬机加在绳子自由端的拉力为F2,拉力F2做功的功率为P2,滑轮组的机械效率为
。已知:G1-G2=30N,
-
=5%,
,M1、M2两物体的质量相等,体积V均为4×10-2m3,g取10N/kg,绳重、轮与轴的摩擦及水的阻力均可忽略不计。
求:(1)物体M1受到的浮力F浮;
(2)拉力F1与F2之比;
(3)物体M1受到的重力G。
冬季,养鸡场为了提高产蛋量,夜间需要在鸡舍里用电热器加热并用灯泡照明;白天只需要在鸡舍里用电热器加热,不需要用灯泡照明。小阳根据上述要求设计了一种加热照明装置,这个装置的电路图如图所示,电阻R1和R2是两个用来加热且阻值不变的电阻丝,灯L是标有“220V 160W”的照明灯泡,开关S1、S2的通断只有两种状态,一种是同时断开,另一种是同时闭合。该装置从早晨7:00至17:00处于白天工作状态,连续正常工作10h,这段时间内电流表的示数为5.5A,电阻R1的电功率为P1,电阻R2的电功率为P2,电路的总电功率为P;该装置从17:00至第二天早晨7:00处于夜间工作状态,连续正常工作14h。已知:电源两端的电压U恒为220V,。求:
(1)总电功率P;
(2)电阻R2的阻值;
(3)从早晨7:00到第二天早晨7:00的24h内,该加热照明装置共消耗电能多少千瓦时。