(18分)图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口沿水平方向,AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧。投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定,在弹簧上端放置一粒鱼饵,解除锁定,弹簧可将鱼饵弹射出去。如果质量为m的鱼饵到达管口C时,对上侧管壁的弹力恰好为mg。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,且锁定和解除锁定时,均不改变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为g、求:
(1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小VC;
(2)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep;
(3)已知地面与水面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线00′在360°角的范围内缓慢转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵,鱼饵的质量在m到
m之间变化,且均能落到水面。持续投放足够长时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少?
如图所示,内圆半径为r、外圆半径为3r的圆环区域内有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场。圆环左侧的平行板电容器两板间电压为U,靠近M板处静止释放质量为m、 电量为q的正离子,经过电场加速后从N板小孔射出,并沿圆环直径方向射入磁场,不计离子的重力,忽略平行板外的电场。求:
(1)离子从N板小孔射出时的速率;
(2)离子在磁场中做圆周运动的周期;
(3)要使离子不进入小圆区域,电压U的取值范围。
如图所示,质量m1="0.4" kg 的小车静止在光滑的水平面上,车长L="2.0" m,现有质量m2="0.6" kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0="3" m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数0.2,取g="10" m/s2,求(1)物块在车面上滑行的时间t;
(2)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少。
在竖直的井底,将一物块以11 m/s的速度竖直地向上抛出,物块冲过井口再落回到井口时被人接住,在被人接住前1 s内物块的位移是4 m,位移方向向上,不计空气阻力,g取10 m/s2,求:
(1)物块从抛出到被人接住所经历的时间;
(2)此竖直井的深度.
如图所示,公路上一辆汽车以v1=12 m/s的速度匀速行驶,汽车行至A点时,一人为搭车,从距公路36 m的C处开始以v2=3 m/s的速度正对公路匀 速跑去,司机见状途中刹车,汽车做匀减速运动,结果车和人同时到达B点,已知:AB=84 m,问:汽车在距A多远处开始刹车,刹车后汽车的加速度有多大?
质量为60kg的人,不慎以20m的空中支架上跌落,由于弹性安全带的保护,使他悬在空中,己知安全带长为5m,其缓冲时间是1.2s,则安全带受到的平均冲力大小是多少?(不考虑空气阻力,g=10m/s2)