滑板运动是极限运动的鼻祖,许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示是滑板运动的轨道,BC和DE是两段光滑圆弧形轨道,BC段的圆心为O点,圆心角为60º,半径OC与水平轨道CD垂直,水平轨道CD段粗糙且长8m。一运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出,在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC,经CD轨道后冲上DE轨道,到达E点时速度减为零,然后返回。已知运动员和滑板的总质量为60kg,B、E两点与水平面CD的竖直高度分别为h和H,且h=2m,H=2.8m,取10m/s2。求:
(1)运动员从A运动到达B点时的速度大小vB;
(2)轨道CD段的动摩擦因数;
(3)通过计算说明,第一次返回时,运动员能否回到B点?如能,请求出回到B点时速度的大小;如不能,则最终静止在何处?
相距很近的平行板电容器AB,A.B两板中心各开有一个小孔,如图甲所示,靠近A板的小孔处有一电子枪,能够持续均匀地发射出电子,电子的初速度为,质量为m,电量为e,在AB两板之间加上图乙所示的交变电压,其中0<k<1,
;紧靠B板的偏转电场的电压也等于
,板长为L,两板间距为d,偏转电场的中轴线(虚线)过A.B两板中心,距偏转极板右端L/2处垂直中轴线放置很大的荧光屏PQ,不计电子的重力和它们之间的相互作用,电子在电容器AB中的运动时间忽略不计
(1)在0-T时间内,荧光屏上有两个位置法官,试求这两个发光点之间的距离(结果采用L、d表示,第2小题亦然)
(2)以偏转电场的中轴线为对称轴,只调整偏转电场极板的间距,要使荧光屏上只出现一个光点,极板间距应满足什么要求?
(3)撤去偏转电场及荧光屏,当k取恰当的数值时,使在0-T时间内通过电容器B板的所有电子能在某一时刻形成均匀分布的一段电子束,球k的值
如图所示,在水平面上有一弹簧,其左端与墙壁相连,O点为弹簧原长位置,O点左侧水平面光滑,水平段OP长L=1m,P点右侧一与水平方向成的足够长的传送带与水平面在P点平滑连接,皮带轮逆时针转动速率为3m/s,一质量为1kg可视为质点的物块A压缩弹簧(与弹簧不栓接),使弹簧获得弹性势能
,物块与OP段动摩擦因数
,另一与A完全相同的物块B停在P点,B与传送带的动摩擦因数
,传送带足够长,A与B的碰撞时间不计,碰后A.B交换速度,重力加速度
,现释放A,求:
(1)物块A.B第一次碰撞前瞬间,A的速度
(2)从A.B第一次碰撞后到第二次碰撞前,B与传送带之间由于摩擦而产生的热量
(3)A.B能够碰撞的总次数
如图所示,在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为O、半径为r、内壁光滑,A.B两点分别是圆轨道的最低点和最高点,该区域存在方向水平向右的匀强电场,一质量为m、带负电的小球在轨道内侧做完整的圆周运动,(电荷量不变)经过C点时速度最大,O、C连线与竖直方向的夹角,CD为直径,重力加速度为g,求
(1)小球所受到的电场力的大小
(2)小球在A点速度多大时,小球经过D点时对圆轨道的压力最小
厦门市BRT于2008年开始运营,其中快1线(第一码头枢纽站-厦北站)全线共22个站点(包括始发站和终点站),公交车正常运行过程中,进出站时(可视为水平面上的匀变速直线运动)加速度的大小均为,停战时间40s,其余路段均以45km/h的速率行驶,取
(1)求公交车出站时,车上相对车静止的某乘客(质量为60kg)所受公交车的作用力大小(结果可以用根式表示)
(2)若公交车从首站出发到末站的过程中,中途不停靠任何站点,其他运行方式不变,则跑完全线所用时间比全线正常运行所用的时间少多少?
如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接,在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为,现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球,在施加于1号球的水平外力F的作用下处于静止状态,力F与圆槽在同一竖直面内,此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心的高度差为h。现撤去力F使小球开始运动,直到所有小球均运动到水平槽内,重力加速度为g,求:
(1)水平外力F的大小
(2)1号球刚运动到水平槽时的速度
(3)整个运动过程中,2号球对1号球所做的功