某地“欢乐谷”大型的游乐性主题公园,园内有一种大型游戏机叫“跳楼机”.让人体验短暂的“完全失重”,非常刺激.参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面50m高处,然后由静止释放.为研究方便,认为人与座椅沿轨道做自由落体运动2s后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面5m高处时速度刚好减小到零.然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面.(取g=10m/s2)
求:(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大?
(2)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍?
2012年11月23日上午,由来自东海舰队“海空雄鹰团”的飞行员戴明盟驾驶的中国航母舰载机歼-15降落在“辽宁舰”甲板上,首降成功,随后舰载机通过滑跃式起飞成功。滑跃起飞有点象高山滑雪,主要靠甲板前端的上翘来帮助战斗机起飞,其示意图如图所示,设某航母起飞跑道主要由长度为L1=160m的水平跑道和长度为L2=20m的倾斜跑道两部分组成,水平跑道与倾斜跑道末端的高度差m。一架质量为
kg的飞机,其喷气发动机的推力大小恒为
N,方向与速度方向相同,在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的0.1倍,假设航母处于静止状态,飞机质量视为不变并可看成质点,倾斜跑道看作斜面,不计拐角处的影响。取
m/s2。
(1)求飞机在水平跑道运动的时间.
(2)求飞机到达倾斜跑道末端时的速度大小.
(3)如果此航母去掉倾斜跑道,保持水平跑道长度不变,现在跑道上安装飞机弹射器,此弹射器弹射距离为84m,要使飞机在水平跑道的末端速度达到100m/s,则弹射器的平均作用力多大?(已知弹射过程中发动机照常工作)
如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.40m,金属导轨所在的平面与水平面夹角,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.50T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场.金属导轨的一端接有电动势E=4.5V、内阻r=0.50Ω的直流电源.现把一个质量m=0.040kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止.导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨、接触的两点间的电阻R0=2.5Ω,金属导轨电阻不 计,g取10m/s2,已知sin37°=0.60,cos 37°=0.80,求:
(1)通过导体棒的电流;
(2)导体棒受到的安培力大小;
(3)导体棒受到的摩擦力大小和方向.
(16分)如图所示,直角坐标系xoy的第一象限内有场强为E方向沿x轴负向的匀强电场,第二象限内有方向沿y轴负向的匀强电场,在的区域内有方向垂直坐标平面的匀强磁场.一质量为m、电荷量为q的正粒子(不计重力),从P(
)点由静止开始运动, 通过第二象限后经
点再进入y≤0区域,并恰好经过坐标原点O.求
(1)第二象限内匀强电场的场强.
(2)y≤0区域内匀强磁场的磁感应强度B.
(3)粒子从P到0经历的时间.
(14分)如图所示,物块A和长木板B的质量均为lkg,A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数分别为0.5和0.2,开始时A静止在B的左端,B停在水平地面上.某时刻起给A施加一大小为l0N,方向与水平成斜向上的拉力F,0.5s后撤去F,最终A恰好停在B的右端.(
=0.6,
)
(1)通过计算说明前0.5s内木板B是否运动.
(2) 0.5s末物块A的速度.
(3)木板B的长度.
(12分)两足够长的平行光滑金属导轨,问距为L倾斜放置,与水平面的夹角为,处于磁感应强度为B方向垂直于导轨平面的匀强磁场中.一质量为m、长为L、电阻为R1的导体棒ab放在导轨上,与导轨垂直且接触良好,不计导轨电阻.
(1)如图甲,导轨上端接一个内阻为r的直流电源,导体棒能恰好静止,求电源的电动势.
(2)如图乙,导轨上端接一个阻值为R:的定值电阻,让导体棒由静止开始下滑.加速过程中的速度为v时,导体棒的加速度是多少?