如图所示,光滑的圆弧轨道与倾角为θ=37°的斜面相切于B点,圆弧轨道的半径为R=1m,质量为M=2kg的物块甲在斜面上A点由静止释放,物块甲与斜面的动摩擦因数为μ=0.25,AB间距离为s=4m,当甲运动到C点时,恰好与迎面过来的质量m=0.5kg的乙相碰,碰后两者粘在一起,向左运动,恰好能到达圆弧轨道的最高点D点,(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)求:
(1)物块甲与物块乙相碰前的速度v1;
(2)物块甲和乙碰撞后的一瞬间,它们对圆弧轨道最低点C的压力之和;
(3)两物块从D点抛出后,落到斜面上所用的时间.
F1是英文Formula One 的缩写,即一级方程式赛车,是仅次于奥运会和世界杯的世界第三大赛事。F1赛车的变速系统非常强劲,从时速0加速到100 km/h仅需2.3秒,速度到100km/h时的加速度为10m/s2,时速为200km/h时的加速度为3m/s2,从0加速到200 km/h再急停到速度为零只需12秒。假定F1赛车刚开始时加速度最大。以后的加速度随时间的增大而均匀减小,而急停时的加速度大小恒为9.2 m/s2,上海F1赛道全长5.451km,比赛要求选手跑完56圈决出胜负。求:
(1)若某车手平均时速为210km/h,则跑完全程用时为多少时间?
(2)该车手的F1赛车的最大加速度。
如图所示,质量m=6kg的物块静止在水平桌面上,受到与水平方向成θ=37°角的作用力F。(sin37°=0.6 cos37°=0.8 g=10m/s2)
(1)F=20N时,物块恰好沿水平面向右做匀速直线运动,求物块与水平桌面的动摩擦因数μ?(保留两位有效数字)
(2)若保持以上动摩擦因数不变,当力F=40N时物体由静止开始运动,求3s内物体的位移大小?
如图所示,A、B两个气缸中装有压强均为1 atm(标准大气压)、温度均为27℃的空气,中间用细管连接,细管容积不计,管中有一绝热活塞(不计摩擦,可自由移动)。开始时气缸A左端的活塞距离其右端底部为L。现保持气缸A中的气体温度不变,将活塞向右缓慢推进L/4,若要使细管中的绝热活塞仍停在原位置,则气缸B中的气体温度应升高到多少摄氏度?
如图所示,在光滑绝缘的水平面上,固定一绝缘的、边长为的正方形方框,方框内有大小可调、方向竖直向下的匀强磁场,方框左边界的中点有一小孔,恰能让质量为m、带电量为+q的小球b(可视为质点)无阻碍的通过。初始时,小球b静止在小孔处。边界线MN的左侧有一范围足够大的匀强电场区域,电场的电场强度为E,方向水平向左,MN的右侧与方框的左侧间的距离可忽略不计。现有另一质量为
、不带电的小球a以速度
正对b球运动。设所有的碰撞均无能量损失和电量的转移,不计一切摩擦,则:
(1)求小球a、b首次碰后的速度、
;
(2)调节方框内磁场的磁感应强度的大小,使小球b与方框经过最少次数的碰撞后,从小孔离开。求小球a、b从开始相碰到再次相碰所用的时间;
(3)方框内磁场的磁感应强度满足什么条件时,可使小球b绕方框中心运动一周后离开磁场。
为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为,长为
的倾斜轨道AB,通过微小圆弧与长为
的水平轨道BC相连,然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道,出口为水平轨道D,如图所示。现将一个小球从距A点高为h="0.9" m的水平台面上以一定的初速度
水平弹出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知小球与AB和BC间的动摩擦因数均为
。
取10m/s2,求:
(1)小球初速度的大小;
(2)小球滑过C点时的速率;
(3)要使小球不离开轨道,则竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件。