某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f.轻杆向右移动不超过L时,装置可安全工作。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦。一质量为m的小车若以速度v撞击弹簧,将导致轻杆向右移动。
(1)若弹簧的劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量x
(2)若以速度v0(已知)撞击,将导致轻杆右移,求小车与弹簧分离时速度(k未知)
(3)在(2)问情景下,求为使装置安全工作,允许该小车撞击的最大速度vm(k未知)
如图所示,两物体的质量分别为M和m(M > m),用细绳连接后跨接在半径为R的固定光滑半圆柱体上(离地面有足够高的距离),两物体刚好位于其水平直径的两端,释放后它们由静止开始运动。求:
(1)m在最高点时的速度大小;
(2)当m与M的比值为多少时,m对圆柱体顶端的压力为零。
如图所示是我国某优秀跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿。跳台距水面高度为10 m,此时她恰好到达最高位置,估计此时她的重心离跳台台面的高度为1 m。当她下降到手触及水面时要伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,这时她的重心离水面也是1 m.,g取10 m/s2,求:
(1)从最高点到手触及水面的过程中,其重心的运动可以看作是自由落体运动,她在空中完成一系列动作可利用的时间为多长?
(2)忽略运动员进入水面过程中受力的变化,入水之后,她的重心能下沉到离水面约2.5 m处,试估算水对她的平均阻力约是她自身重力的几倍?
如图所示,PQ、MN两极板间存在匀强电场,MN极板右侧的长为,宽为
的虚线区域内有垂直纸面的匀强磁场B。现有一初速度为零、带电量为q、质量为m的离子(不计重力)从PQ极板出发,经电场加速后,从MN上的小孔A垂直进入磁场区域,并从NF边界上某点垂直于虚线边界射出。求:
(1)匀强磁场的方向;
(2)PQ、MN两极板间电势差U;
(3)若带点粒子能从NF边界射出,则PQ、MN两极板间电势差的范围是多少?
如图所示,有一长为L的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动。已知水平地面上的C点位于O点正下方,且到O点的距离为1.9L。不计空气阻力。求:
(1)小球通过最高点A时的速度vA;
(2)小球通过最低点B时,小球对细线的拉力;
(3)若小球运动到最低点B时细线恰好断裂,小球落地点到C点的距离。
一列正弦横波在x轴上传播,a、b是x轴上相距sab="6" m的两质点,t=0时,b点正好振动到最高点,而a点恰好经过平衡位置向上运动,已知这列波的频率为25 Hz,设a、b在x轴上的距离大于一个波长,试求出该波的波速.