(14分)某些城市交通部门规定汽车在市区某些街道行驶速度不得超过v0=30km/h.一辆汽车在该水平路段紧急刹车时车轮抱死,沿直线滑动一段距离后停止.交警测得车轮在地面上滑行的轨迹长为s0=10m.从手册中查出该车轮胎与地面间的动摩擦因数为μ=0.75,取重力加速度g=10m/s2.
(1)假如你是交警,请你判断汽车是否违反规定,超速行驶(在下面写出判断过程)
(2)目前,有一种先进的汽车制动装置,可保证车轮在制动时不被抱死,使车轮仍有一定的滚动,安装了这种防抱死装置的汽车,在紧急刹车时可获得比车轮抱死更大的制动力,从而使刹车距离大大减小.假设汽车安装防抱死装置后刹车制动力恒为f,驾驶员的反应时间为t,汽车的质量为m,汽车行驶的速度为v,试推出刹车距离s(反应距离与制动距离之和)的表达式.
(3)根据刹车距离s的表达式,试分析引发交通事故的原因的哪些
如图所示,水平面上有一个倾角为θ=30°的斜劈,质量为m。一个光滑小球,质量也为m,用绳子悬挂起来,绳子与斜面的夹角为a=30°,整个系统处于静止状态。
(1)求出绳子的拉力T;
(2)若地面对斜劈的最大静摩擦力fm等于地面对斜劈的支持力的k倍,为了使整个系统始终保持静止,k值必须满足什么条件?
如图所示,在倾角θ=30º的斜面上放置一段凹槽B,B与斜面间的动摩擦因数μ=,槽内靠近右侧壁处有一小球A,它到凹槽内左壁侧的距离d=0.10m.A、B的质量都为m=2.0kg,B与斜面间的最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,不计A、B之间的摩擦,斜面足够长.现同时由静止释放A、B,经过一段时间,A与B的侧壁发生碰撞,碰撞过程不损失机械能,碰撞时间极短.取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)A与B的左侧壁第一次发生碰撞后瞬间A、B的速度.
(2)在A与B的左侧壁发生第一次碰撞后到第二次碰撞前的这段时间内,A与B的左侧壁的距离最大可达到多少?
(10分) 某实验小组为了测试玩具小车的加速性能,设置了如图所示的轨道。轨道由半径为R=0.2m的光滑的圆弧轨道和动摩擦因数为μ=0.4的粗糙部分组成。现将小车从轨道上的A点开始以恒定的功率启动,经5秒后由于技术故障动力消失。小车滑过圆弧轨道从C点飞出落到水平面上的D点。实验测得小车的质量m=0.4Kg,AB间距离L=8m,BD间距离为0.4m,重力加速度g="10" m/s2。求:
(1)小车从C点飞出时的速度?
(2)小车滑过B点时对轨道B点的压力?
(3)小车电动机的输出功率P。
(12分)如图甲所示,一质量为m="1.0" kg的木块从倾角为α=37º、长度为L="3.2" m的固定粗糙斜面顶端由静止开始运动,同时木块受水平向左的风力作用,且水平风力与风速成正比,木块在斜面上下滑时的加速度a与风速v之间的关系如图乙所示。已知sin 37º=0.6,cos 37º=0.8,取重力加速度大小为g="10" m/s2,请求解:
(1)木块与斜面间的动摩擦因数
(2)风速v="3.0" m/s时木块沿斜面下滑的时间t及木块所受水平风力F的大小。
12岁的华裔小女生马天琪在美国火星探测车命名赛中夺冠,以“好奇心”命名探测车。“好奇号”火星探测器发射后经8个多月的长途跋涉,于2012年8月6日成功降落在火星表面,展开为期两年的火星探测任务。着陆时这辆火星车借助一个悬浮的“火箭动力太空起重机”完成降落,如图所示,着陆过程可简化为竖直向下的匀减速直线运动,到达火星表面速度刚好为零。若探测器从距火星表面高度h处开始减速,经时间t安全着陆,组合体的质量为m,提供的动力为F,火星的半径为R,引力常量为G。求:
(1)火星表面的重力加速度。
(2)火星的平均密度。