如甲图所示,水平光滑地面上用两颗钉子(质量忽略不计)固定停放着一辆质量为M=2kg的小车,小车的四分之一圆弧轨道是光滑的,半径为R=0.6m,在最低点B与水平轨道BC相切,视为质点的质量为m=1kg的物块从A点正上方距A点高为h=1.2m处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道滑行恰好停在轨道末端C。现去掉钉子(水平面依然光滑未被破坏)不固定小车,而让其左侧靠在竖直墙壁上,该物块仍从原高度处无初速下落,如乙图所示。不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失,已知物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)水平轨道BC长度;
(2)小车不固定时物块再次与小车相对静止时距小车B点的距离;
(3)两种情况下由于摩擦系统产生的热量之比.
如图所示,在距水平地面高为H=0.4m处,水平固定一根长直光滑杆,杆上P处固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套一质量m=2kg的小球A.半径R=0.3m的光滑半圆形轨道竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量m=2kg的小球B.用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将两小球连接起来.杆和半圆形轨道在同一竖直面内,小球和小球均可看作质点,且不计滑轮大小的影响.现给小球A施加一个水平向右、大小为55N的恒力F,则:
(1)求把小球B从地面拉到半圆形轨道顶点C的过程中力F做的功.
(2)求小球B运动到C处时的速度大小.
(3)小球B被拉到离地多高时小球A与小球B的速度大小相等?
有人设计了一种可测速的跑步机,测速原理如图所示,该机底面固定有间距为、长度为
的平行金属电极。电极间充满磁感应强度为
、方向垂直纸面向里的匀强磁场,且接有电压表和电阻
,绝缘橡胶带上镀有间距为
的平行细金属条,磁场中始终仅有一根金属条,且与电极接触良好,不计金属电阻,若橡胶带匀速运动时,电压表读数为
,求:
(1)橡胶带匀速运动的速率;
(2)一根金属条每次经过磁场区域克服安培力做的功。
如图所示,在粗糙水平台阶上放置一质量m=0.5kg的小物块,它与水平台阶间的动摩擦因数μ=0.5,与台阶边缘O点的距离s=5m。在台阶右侧固定一个1/4圆弧挡板,圆弧半径R=1m,圆弧的圆心也在O点。今以O点为原点建立平面直角坐标系xOy。现用F=5N的水平恒力拉动小物块,一段时间后撤去拉力,小物块最终水平抛出并击中挡板。(,取g=10m/s2)
(1)若小物块恰能击中挡板上的P点(OP与水平方向夹角为37°),求其离开O点时的速度大小;
(2)为使小物块击中挡板,求拉力F作用的最短时间。
如图(a)所示,一物体以一定的速度v0沿足够长斜面向上运动,此物体在斜面上的最大位移与斜面倾角的关系由图(b)中的曲线给出。设各种条件下,物体运动过程中的摩擦系数不变。g=10m/s2试求
(1)物体的初速度大小;
(2)物体与斜面之间的动摩擦因数;
(3)当θ为30°时最大位移。
某人在相距10m的A、B两点间练习折返跑,他由静止从A出发跑向B点,到达B点后立即返回A点。设加速过程和减速过程都是匀变速运动,加速过程和减速过程的加速度分别是4m/s2和8m/s2,运动过程中的最大速度为4m/s,从B点返回过程中达到最大速度后即保持该速度运动到A点,求:
(1)从B点返回A点过程中以最大速度运动的时间;
(2)从A运动到B点与从B运动到A两过程的平均速度大小之比。