下图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置的示意图。滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成,其中水平直轨AB与倾斜直轨CD的长度均为L=3m,圆弧形轨道AQC和BPD均光滑,AQC的半径为r=1m,AB、CD与两圆弧形轨道相切,O2D、O1C与竖直方向的夹角均为q=37°。现有一质量为m=1kg的滑块(可视为质点)穿在滑轨上,以v0=5m/s的初速度从B点开始水平向左运动,滑块与两段直轨道间的动摩擦因数均为μ=0.2,滑块经过轨道连接处的机械能损失忽略不计。取g=10m/s2,sin37°=0.6,求:
(1)滑块第一次回到B点时的速度大小;
(2)滑块第二次到达C点时的动能;
(3)滑块在CD段上运动的总路程。
如图所示,光滑斜面的倾角为θ。质量为m的小球被细线系在斜面上,细线水平。求小球受到的斜面的支持力和细线的拉力的大小。
从塔顶自由下落的物体,在到达地面前1s内通过的路程是塔高的倍。求塔高。(不计空气阻力;取
)
两块平行金属板MN、PQ水平放置,两板间距为d、板长为,在平行板右侧的正三角形区域内存在着垂直纸面的匀强磁场,三角形底边BC与PQ在同一水平线上,顶点A与MN在同一水平线上,如图所示.一个质量为m、电量为+q的粒子沿两板中心线以初速度v0水平射入,若在两板间加某一恒定电压,粒子离开电场后垂直AB边从D点进入磁场,BD=
AB,并垂直AC边射出(不计粒子的重力).求:
(1)两极板间电压;
(2)三角形区域内磁感应强度;
(3)若两板间不加电压,三角形区域内的磁场方向垂直纸面向外.要使粒子进入磁场区域后能从AB边射出,试求所加磁场的磁感应强度最小值.
如图所示,粗糙的斜面下端与光滑的圆弧轨道
相切于
,整个装置竖直放置,
是最低点,圆心角
,
与圆心
等高.圆弧轨道半径
0.5 m,斜面长
。现有一个质量
0.1 kg的小物体
从斜面
上端
点无初速下滑,物体
与斜面
之间的动摩擦因数为
(已知
,g=10m/s2)。求:
(1)物体第一次通过
点时的速度大小和对
点处轨道的压力各为多大?
(2)物体第一次离开
点后在空中做竖直上抛运动,不计空气阻力,则最高点
和
点之间的高度差为多大?
(3)物体从空中又返回到圆轨道和斜面.多次反复,在整个运动过程中,物体
对
点处轨道的最小压力为多大?
如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点,沿水平方向以初速度v0抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q,斜面的倾角为α,已知该星球的半径为R,万有引力常量为G。求该星球的密度。