一轻质细绳一端系一质量为m=kg的小球A,另一端挂在光滑水平轴O上,O到小球的距离为L=0.1m,小球跟水平面接触,但无相互作用,在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板,如图所示,水平面长s=2m,动摩擦因数为μ=0.25.现有一滑块B,质量也为m,从斜面上滑下,每次与小球碰撞时相互交换速度,且与挡板碰撞时不损失机械能.若不计空气阻力,并将滑块和小球都视为质点,g取10m/s2,(斜面底端和水平面光滑连接).试问:
(1)若滑块B从斜面上高度h=3.2m处滑下,要保证运动过程中绳子不会断,绳子的最大承受拉力至少应为多大?
(2)若滑块B从斜面上高度h′处滑下与小球第一次碰后,使小球恰好在竖直平面内做完整的圆周运动,求此高度h′.
(3)若滑块B从H="2.8m" 处下滑与小球碰撞后,小球在竖直平面内做圆周运动,求小球做完整圆周运动的次数n.
如图所示,一平行板电容器水平放置,板间距离为d,上极板开有一小孔,质量均为m,带电荷量均为+q的两个带电小球(视为质点),其间用长为L的绝缘轻杆相连,处于竖直状态,已知d=2L,今使下端小球恰好位于小孔中,由静止释放,让两球竖直下落.当下端的小球到达下极板时,速度刚好为零.试求:两极板间匀强电场的电场强度.
球运动中的最大速度.
右下图为一示波管中的水平偏转极板,已知极板的长度为L,两板距离为d,所加偏转电压为U,且下板带正电;若一束电子以初速v0沿极板的中线进入偏转电场,最终电子从P点飞出。设电子的质量为m,电量为e ,不计电子的重力。试求电子在极板间运动的加速度大小;
电子通过极板发生的偏转距离y;
若规定图中的上极板电势为零,试求P点的电势。
如图所示电路,已知滑动变阻器R=2W(最大值为4W),定值电阻R0=6W,电源内阻r =1W,当K闭合时,电源功率P=16W,输出功率P出=12W,这时灯泡正常发光,求: 灯泡电阻RL
电源电动势e
断开K,并使灯泡正常发光R的电阻阻值应调至多大?
(14分)如图18(a)所示,质量m=1 kg的物体沿倾角θ=37°的固定粗糙斜面由静止开始
向下运动,风对物体的作用力沿水平方向向右,其大小与风速v成正比,比例系数用k
表示,物体加速度a与风速v的关系如图(b)所示,求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=
10 m/s2)
图18
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)比例系数k.
(12分)为了测量某住宅大楼每层的平均高度(层高)及电梯运行情况,甲、乙两位同学在
一楼电梯内用电子体重计及秒表进行了以下实验.质量为m=50 kg的甲同学站在体重
计上,乙同学记录电梯从地面一楼到顶层全过程中,体重计示数随时间变化的情况,
并作出了如图17所示的图象,已知t=0时,电梯静止不动,从电梯内楼层按钮上获知
该大楼共19层.g取10 m/s2,求:
图17
(1)电梯启动和制动的加速度大小.
(2)电梯上升的总高度及该大楼的层高.