城市中为了解决交通问题,修建了许多立交桥,如图所示,桥面为圆弧形的立交桥AB,横跨在水平路面上,长L=200m,桥高20m。可认为桥的两端A、B与水平路面的连接处是平滑的。一辆小汽车的质量m=1040kg,以25m/s的速度冲上此立交桥,假设小汽车冲上立交桥后就关闭了发动机,不计车受到的阻力。求(1)小汽车冲上桥顶时的速度多大?(2)小汽车在桥顶处对桥面的压力多大?(g取10m/s2)
质谱仪是一种测定带电粒子质量和分析同位素的重要工具.它的构造原理如图所示,离子源S产生电荷量为q的某种正离子,离子产生时的速度很小,可以看作是静止的,离子经过电压U加速后形成离子流,然后垂直于磁场方向进入磁感应强度为B的匀强磁场,沿着半圆周运动而到达记录它的照相底片P上。实验测得,它在P上的位置到入口处S1的距离为a,离子流的电流为I。
(1)在时间t内到达照相底片P上的离子的数目为多少?
(2)这种离子的质量为多少?
如图所示,一根长L=0.2m的金属棒放在倾角为θ=370的光滑斜面上,并通以I=5A电流,方向如图所示,整个装置放在磁感应强度为B=0.6T,垂直斜面向上的匀强磁场中,金属棒恰能静止在斜面上,则该棒的重力为多少?
如图所示,质量为4kg的小球用轻质细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上。细绳的延长线通过小球的球心O,且与竖直方向的夹角为θ=37º。g取10 m/s2,已知sin37º=0.6,cos37º=0.8,求:
(1)汽车匀速运动时,细线对小球的拉力和车后壁对小球的压力;
(2)若要始终保持θ=37º,则汽车刹车时的加速度最大不能超过多少。
(10分)质量为m=2kg的木块,静止放在水平面上,它与水平面之间的动摩擦因数μ=0.5,现对木块施F=20N的作用力,如图所示。木块运动4s后撤去力F,直到木块停止(g=10m/s2)。求:
(1)有力F作用时木块的加速度为多大?
(2)撤去力F作用时,木块的速度为多大?
(3)撤去力F到木块停止运动过程中,木块的加速度为多大?
(4)木块在水平面上运动的总位移为多少?
(8分)如图所示,质量为m的小车,静止在光滑的水平地面上,车长为L0,现给小车施加一个水平向右的恒力F,使小车向右做匀加速运动,与此同时在小车的正前方S0处的正上方H高处,有一个可视为质点的小球从静止开始做自由落体运动(重力加速度为g),问恒力F满足什么条件小球可以落到小车上?