如图所示,宽为L=2m、足够长的金属导轨MN和M’N’放在倾角为θ=30°的斜面上,在N和N’之间连有一个阻值为R=1.2Ω的电阻,在导轨上AA’处放置一根与导轨垂直、质量为m=0.8kg、电阻为r=0.4Ω的金属滑杆,导轨的电阻不计。用轻绳通过定滑轮将电动小车与滑杆的中点相连,绳与滑杆的连线平行于斜面,开始时小车位于滑轮的正下方水平面上的P处(小车可视为质点),滑轮离小车的高度H=4.0m。在导轨的NN’和OO’所围的区域存s在一个磁感应强度B=1.0T、方向垂直于斜面向上的匀强磁场,此区域内滑杆和导轨间的动摩擦因数为μ=,此区域外导轨是光滑的。电动小车沿PS以v=1.0m/s的速度匀速前进时,滑杆经d=1m的位移由AA’滑到OO’位置。(g取10m/s2)求:
(1)若滑杆滑到OO’位置时细绳中拉力为10.1N,滑杆通过OO’位置时的加速度;
(2)若滑杆运动到OO’位置时绳子突然断了,则从断绳到滑杆回到AA’位置过程中,电阻R上产生的热量Q为多少?(设导轨足够长,滑杆滑回到AA’时恰好做匀速直线运动。)
跳台滑雪是勇敢者的运动。它是利用山势特别建造的跳台所进行的。运动员着专用滑雪板,不带雪仗在助滑路上获得高速后起跳,在空中飞行一段距离后着陆。这项运动极为壮观。如图所示,设一位运动员由a点沿水平方向跃起,到b点着陆时,测得ab间距离L=40m,山坡倾角θ=30°。试计算运动员起跳的速度和他在空中飞行的时间。(不计空气阻力,g取10m/s2)
如图所示,质量m=50kg的跳水运动员从距水面高h=10m的跳台上以v0=5m/s
的速度斜向上起跳,最终落入水中.若忽略运动员的身高.取g=10m/s2,求:
(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为参考平面);
(2)运动员起跳时的动能;
(3)运动员入水时的速度大小.
在平直的公路上,一辆汽车正以20m/s的速度匀速行驶,所受阻力为5×103N。因前方出现事故,司机立即刹车,直到汽车停下。已知汽车的质量为3×103kg,刹车时汽车所受的阻力为1.5×104N,求:
(1)匀速行驶时汽车的牵引功率;
(2)从开始刹车到最终停下,汽车运动的时间;
(3)从开始刹车到5s末,汽车前进的距离,(从开始刹车开始计时)
如图所示,细绳一端系着质量为M=1.0kg的物体,静止在水平板上,另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体,M的中点与圆孔距离为L=0.2m,并知M与水平面的最大静摩擦力为2N,现使此平面绕中心轴线以角速度ω转动,为使m处于静止状态。角速度ω取值范围? (g=10m/s2)
宇航员乘航天飞机去修理位于离地球表面h=6.4×106 m的圆形轨道上的哈勃太空望远镜。宇航员使航天飞机进入与太空望远镜相同的轨道。已知地球半径为R=6.4×106 m,地球表面重力加速度g=10m/s2。求:
(1)在航天飞机内,一质量为60 kg的宇航员所受的引力是多少?宇航员对航天飞机内座椅的压力是多少?
(2)航天飞机在轨道上的运行速率是多少?