水上滑梯可简化成如图17所示的模型:倾角θ=37°斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接,起点A距水面的高度H=7m,BC长d=2m,端点C距水面的高度h=1m..质量m=50kg的运动员从滑道起点A点无初速地自由滑下,运动员与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.1,(cos37°=0.8,sin37°=0.6,运动员在运动过程中可视为质点,g取10 m/s2)求:
(1)运动员从A滑到C的过程中克服摩擦力所做的功W;
(2)运动员到达C点时的速度大小υ;
(3)保持水平滑道端点在同一竖直线上,调节水平滑道高度h和长度d到图中B′C′ 位置时,运动员从滑梯平抛到水面的水平位移最大,求此时滑道B′C ′ 距水面的高度h′.
如图所示,半径2R四分之一圆弧与半径为R的光滑半圆在B点相连接,C与A点等高,一个质量为m的小球从A点由静止释放,恰好到达与圆心O等高的D点。求:
(1)摩擦力对小球所做的功是多少?
(2)假设AEB段摩擦力做功不变,小球刚过B点时对轨道的压力是多少?
(3)假设AEB段摩擦力做功不变,在A点给小球不同的速度,它将始终不脱离轨道运动,并能通过C点做平抛运动,当落点E到C点的竖直距离最大时,求A点的速度v0是多少?
如图(a)所示,一倾角为37°的传送带以恒定速度运行。现将一质量m=2kg的小物体以某一初速度放上传送带,物体相对地面的速度随时间变化的关系如图(b)所示,取沿传送带向上为正方向,,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)0—10s内物体位移的大小;
(2)物体与传送带间的动摩擦因数;
(3)0—10s内物体机械能增量及因与传送带摩擦产生的热量Q。
如图所示,在平行板电容器的两板之间,存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁感应强度B1=0.40T,方向垂直纸面向里,电场强度E=2.0×105V/m,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘xOy坐标系的第一象限内,有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B2=0.25T,磁场边界AO和y轴的夹角∠AOy=45°.一束带电量q=8.0×10-19C的同位素正离子从P点射入平行板间,沿中线PQ做直线运动,穿出平行板后从y轴上坐标为(0,0.2m)的Q点垂直y轴射入磁场区,离子通过x轴时的速度方向与x轴正方向夹角在45°~90°之间,不计离子重力,求:
(1)离子运动的速度为多大?
(2)x轴上被离子打中的区间范围?
(3)离子从Q运动到x轴的最长时间?
(4)若只改变AOy区域内磁场的磁感应强度大小,使离子都不能打到x轴上,磁感应强度大小B2´应满足什么条件?
如下图所示,倾角为θ宽度为d长为L的光滑倾斜导轨C1D1、C2D2顶端接有可变电阻R0,L足够长,倾斜导轨置于垂直导轨平面斜向左上方的匀强磁场中,磁感应强度为B,C1A1B1、C2A2B2为绝缘轨道,由半径为R处于竖直平面内的光滑半圆环A1B1、A2B2和粗糙的水平轨道C1A1、C2A2组成,粗糙的水平轨道长为S,整个轨道对称。在导轨顶端垂直于导轨放一根质量为m、电阻不计的金属棒MN,使其从静止开始自由下滑,不考虑金属棒MN经过接点A1A2、C1C2处时机械能的损失,整个运动过程中金属棒始终保持水平,水平导轨与金属棒MN之间的动摩擦因数为µ。则:
(1)金属棒MN在倾斜导轨C1D1 C2 D2上运动的过程中,电阻R0上产生的热量Q为多少?
(2)为了金属棒MN能到达光滑半圆环B点,可变电阻R0应满足什么条件?
如下图所示,一位质量m =60kg参加“挑战极限”的业余选手,要越过一宽度为s=3.5m的水沟,跃上高为h=2.0m的平台,采用的方法是:人手握一根长L=3.25m的轻质弹性杆一端,从A点由静止开始匀加速助跑,至B点时,杆另一端抵在O点的阻挡物上,接着杆发生弹性形变、同时脚蹬地,人被弹起,到达最高点时杆处于竖直,人的重心在杆的顶端,此刻人放开杆水平飞出,最终趴落到平台上,运动过程中空气阻力可忽略不计,取g=10m/s2。
(1)设人到达B点时速度vB=9m/s,人匀加速运动的加速度a=2m/s2,求助跑距离sAB;
(2)人要到达平台,在最高点飞出时刻速度v至少多大?
(3)设人跑动过程中重心离地高度H=0.8m,在(1)、(2)问的条件下,在B点蹬地弹起瞬间,人至少再做多少功?