如图所示,在光滑水平地面上有一质量为2m的长木板,其左端放有一质量为m的重物(可视为质点),重物与长木板之间的动摩擦因数为
。开始时,长木板和重物都静止,现在给重物一初速度v0,已知长木板撞到前方固定的障碍物时,长木板和重物的速度恰好相等,长木板与障碍物发生碰撞时不损失机械能,重物始终不从长木板上掉下来。
(1)求长木板与前方固定的障碍物相撞时的速度的大小;
(2)求长木板撞到前方固定的障碍物前运动的位移大小;
(3)求重物最终在长木板上相对滑动的距离大小。
(10分)如图所示,倾角θ=30°、宽L=1m的足够长的U形光滑金属导轨固定在磁感应强度大小B=IT、范围足够大的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向上。一根质量m=0.2kg,电阻R=l
的金属棒ab垂直于导轨放置。现用一平行于导轨向上的牵引力F作用在棒上,使棒由静止开始沿导轨向上运动,运动中ab棒始终与导轨接触良好,导轨电阻不计,重力加速度g取l0m/s2。求:
(1)若牵引力的功率P恒为56W,则ab棒运动的最终速度为多大?
(2)当ab棒沿导轨向上运动到某一速度时撤去牵引力,从撤去牵引力到ab棒的速度为零,通过ab棒的电量q=0.5C,则撤去牵引力后ab棒向上滑动的距离多大?
(8分)如图,光滑半圆弧轨道半径为r,OA为水平半径,BC为竖直直径。水平轨道CM与C点相切,轨道上有一轻弹簧,一端固定在竖直墙上,另一端恰位于轨道的末端C点(此时弹簧处于自然状态)。一质量为m的小物块自A处以竖直向下的初速度v0=
滑下,到C点后压缩弹簧进入水平轨道,被弹簧反弹后恰能通过B点。重力加速度为g,求:
(1)物块通过B点时的速度大小;
(2)物块离开弹簧刚进入半圆轨道C点时对轨道的压力大小;
(3)弹簧的最大弹性势能。
如图所示,一带电荷量为
、质最为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上,当整个装置置于一水平向右的匀强电场中,小物块恰好静止。已知重力加速度为g,
。
(1)求水平向右匀强电场的电场强度大小;
(2)若将电场强度减小为原来的
,求电场强度变化后物块沿斜面下滑距离L时的动能。
如图所示,M是水平放置的半径足够大的圆盘,绕过其圆心的竖直轴
匀速转动,规定经过圆心O点且水平向右为x轴正方向。在O点正上方距盘面高为h=5m处有一个可间断滴水的容器,从t=0时刻开始,容器沿水平轨道向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。已知t=0时刻滴下第一滴水,以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水。则:(取g=10m/s2)
(1)每一滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上?
(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上,圆盘的角速度
应为多大?
(3)当圆盘的角速度为1.5
时,第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离为2m,求容器的容器加速度
。
如图所示,有同学做实验时不慎将圆柱形试管塞卡于试管底部,该试管塞中轴穿孔。为了拿出试管塞而不损坏试管,该同学紧握试管让其倒立由静开始竖直向下做匀加速直线运动,t=0.20s后立即停止,此时试管下降H=0.80m,试管塞将恰好能从试管口滑出。已知试管总长l=21.0cm,底部球冠的高度h=1.0cm,试管塞的长度为d=2.0cm,设试管塞相对试管壁滑动时受到的的摩擦力恒定,不计空气阻力,重力加速度g=l0m/s2。求:
(1)试管塞从静止开始到离开试管口的总位移;
(2)试管塞受到的滑动摩擦力与其重力的比值。