(18分)如图所示,长为L的不可伸长的绳子一端固定在O点,另一端系质量为m的小球,小球静止在光滑水平面上。现用大小为F水平恒力作用在另一质量为2m的物块上,使其从静止开始向右运动,一段时间后撤去该力,物块与小球发生正碰后速度大小变为原来的一半而速度方向不变,小球恰好能在竖直平面内做圆周运动。已知重力加速度为,小球和物体均可视为质点,试求:
(1)小物块碰撞前速度的大小;
(2)恒力F作用时间。
一货车以72km/h的速率匀速行驶,发现红灯时司机刹车,货车即做匀减速直线运动,正常载重时货车刹车的加速度大小为5m/s2,问:
(1)此货车从刹车到停下来的刹车距离。
(2)若此货车超载,其刹车的加速度大小减为2.5m/s2,若此货车仍以72km/h的速率行驶,求此货车10s内的平均速度大小。
一直升机以5.0 m/s的速度竖直上升,某时刻从飞机上释放一物块,经2.0 s落到地面上,不计空气阻力,g取10 m/s2。求:
(1)物块落到地面时的速度大小;
(2)物块在2.0 s内通过的路程;
(3)物块释放时距地面的高度。
如图所示,物体A放在某一水平面上,已知物体A重60N,A与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.3,A.B均处于静止状态,绳AC水平,绳CD与水平方向成37°角,CD绳上的拉力为15N。sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)物体A受到的摩擦力为多大?
(2)物体B重力为多大?
一物体做匀加速直线运动,初速度为,第7S内的位移比第5S内的位移多4m,求:
(1)物体的加速度;
(2)物体在5S内的位移。
质谱仪是用来测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具,如图所示,电容器两极板相距为d,两板间电压为U,极板间匀强磁场的磁感应强度为B1,方向垂直纸面向外。一束电荷电量相同、质量不同的带正电的粒子,沿电容器的中线平行于极板射入电容器,沿直线匀速穿过电容器后进入另一磁感应强度为B2的匀强磁场,磁场方向垂直纸面向外。结果分别打在感光片上的a、b两点,设a、b两点之间距离为,粒子所带电荷量为q,且不计重力,求:
(1)粒子在磁场B1 中直线运动时速度v的大小?
(2)打在a、b两点的粒子的质量之差?
(3)试比较这两种带电粒子在磁场B2中运动时间的大小关系,并说明理由?