如图所示,小滑块A和B(可视为质点)套在固定的水平光滑杆上。一轻弹簧上端固定在P点,下端与滑块B相连接。现使滑块B静止在P点正下方的O点,O、P间的距离为h。某时刻,滑块A以初速度v0沿杆向右运动,与B碰撞后,粘在一起以O为中心位置做往复运动。光滑杆上的M点与O点间的距离为。已知滑块A的质量为2m,滑块B的质量为m,弹簧的原长为
,劲度系数
。弹簧弹性势能的表达式为
(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)。求:
(1)滑块A与滑块B碰后瞬间共同速度v的大小;
(2)当滑块A、B运动到M点时,加速度a的大小;
(3)滑块A、B在往复运动过程中,最大速度vm的大小。
如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置,滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成,其中倾斜直轨AB与水平直轨CD长均为L=3m,圆弧形轨道APD和BQC均光滑,BQC的半径为r=1m,APD的半径为R=2m,AB、CD与两圆弧形轨道相切,O2A、O1B与竖直方向的夹角均为q=37°.现有一质量为m=1kg的小球穿在滑轨上,以初动能Ek0从B点开始沿BA向上运动,小球与两段直轨道间的动摩擦因数均为μ=,设小球经过轨道连接处均无能量损失.求:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)要使小球完成一周运动回到B点,求初动能EK0至少多大;
(2)若小球以第一问Ek0数值从B出发,求小球第二次到达D点时的动能及小球在CD段上运动的总路程.
国庆60周年阅兵中,质量为的歼10飞机受阅后返回某机场,降落在跑道上减速过程简化为两个匀减速直线运动.飞机以速度
着陆后立即打开减速阻力伞,加速度大小为
,运动时间为
;随后在无阻力伞情况下匀减速直至停下.在平直跑道上减速滑行总路程为
.求:第二个减速阶段飞机运动的加速度大小和时间.
消防队员为缩短下楼时间,往往抱着一根竖直杆直接滑下.假设一名质量为60 kg的消防队员从离地面18 m的高度抱着竖直的杆先做自由落体运动,下降7.2m后立即抱紧直杆,做匀减速下滑.已知消防队员着地时的速度是6 m/s,抱紧直杆时,手和腿对杆的压力为1800 N,手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5,设当地的重力加速度 g=10 m/s2.假设杆是固定在地面上的,杆在水平方向不移动.试求:
(1)消防队员下滑过程中的最大速度
(2)消防队员下滑过程中受到的滑动摩擦力
(3)下滑总时间
如图所示,质量为m的物体静止悬挂在轻质的支架上,斜梁OB与竖直方向的夹角为θ。求:水平横梁OA和斜梁OB作用于O点的弹力F1、F2的大小和方向。
长直木板上表面的一端放置一个质量为m的铁块,木板固定放置在水平面上,用水平力F将铁块匀速拉动。求::
(1)铁块与木板间的动摩擦因数μ。
(2)撤去F后,将置铁块的木板一端由水平位置缓慢地向上抬起,木板另一端相对水平面的位置保持不变。求铁块在木板上匀速滑动时,木板倾角的正切tanα。