(16分)如图所示,平板车长为L=6m,质量为M=10kg,上表面距离水平地面高为h=1.25m,在水平面上向右做直线运动,A、B是其左右两个端点.某时刻小车速度为v0=7.2m/s,在此时刻对平板车施加一个方向水平向左的恒力F=50N,与此同时,将一个质量m=1kg为小球轻放在平板车上的P点(小球可视为质点,放在P点时相对于地面的速度为零),PB长度为L的三分之一,经过一段时间,小球脱离平板车落到地面.车与地面的动摩擦因数为0.2,其他摩擦均不计.取g=10m/s2.求:
(1)小球从离开平板车开始至落到地面所用的时间;
(2)小球从轻放到平板车开始至离开平板车所用的时间;
(3)从小球轻放上平板车到落地瞬间,平板车的位移大小.
(12分)机动车驾驶执照考试的其中一个项目是定点停车:要求考生根据考官的指令在一路边标志杆旁停车。在一次练习中,车以一定速度匀速行驶,在距标志杆距离为s=4m时,教练命令考生到标志杆停车,考生立即刹车,车在阻力f1=2400N作用下做匀减速直线运动,经一段时间,车刚好停在标志杆旁。第二次练习时,车以同样的初速度匀速行驶,教练在同样的位置命令考生到标志杆停车,考生迟了△t=0.7s时间才刹车,最后车也刚好停在标志杆旁。已知车和人的总质量为M=1200kg,车视为质点。求:
(1)车行驶的初速度是多少?
(2)第二次车做匀减速运动时受到的阻力f2是多少?
( 8分,每空2分)铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的,弯道处要求外轨比内轨高,其内外高度差h的设计不仅与r有关,还取决于火车在弯道上的行驶速率。下表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之相对应的轨道的高度差h。
弯道半径r(m) |
660 |
330 |
220 |
165 |
132 |
110 |
内外轨高度差h(m) |
0.05 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
(1)根据表中数据,试导出h与r关系的表达式为:____,并求出当r=440m时,h的设计值应为:______m.
(2)铁路建成后,火车通过弯道时,为保证绝对安全,要求内外轨道均不向车轮施加侧面压力,又已知我国铁路内外轨的间距设计值为L=1.500m,结合表中数据,算出我国火车的转弯速率:v=____m/s ;(路轨倾角很小时,正弦值按正切值处理,g=10m/s2)
(3)随着人均生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求,为了提高运输能力,国家对铁路不断进行提速,这就要求铁路转弯速率也需要提高,请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施?_______.
(4分(1)、(2)两问每问2分)有同学利用如图所示的装置来验证力的平行四边形定则:
在竖直木板上铺有白纸,固定两个光滑的滑轮A和B,将绳子打一个结点O,每个钩码的重量相等,当系统达到平衡时,根据钩码个数读出三根绳子的拉力TOA、TOB和TOC,回答下列问题:
(1)改变钩码个数,实验能完成的是
A.钩码的个数N1=N2=2,N3=4
B.钩码的个数N1=N3=3,N2=4
C.钩码的个数N1=N2=N3=4
D.钩码的个数N1=3,N2=4,N3=5
(2)在拆下钩码和绳子前,最必要的一个步骤是 .
A.标记结点O的位置,并记录OA、OB、OC三段绳子的方向
B.量出OA、OB、OC三段绳子的长度
C.用量角器量出三段绳子之间的夹角
D.用天平测出钩码的质量
如图所示,一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆C和D上,质量为ma的a球置于地面上,质量为mb的b球从水平位置静止释放。当b球摆过的角度为90°时,a球对地面压力刚好为零,下列结论正确的是( )
A.
B.
C.若只将细杆D水平向左移动少许,则当b球摆过的角度为小于90°的某值时,a 球对地面的压力刚好为零
D.若只将细杆D水平向左移动少许,则当b 球摆过的角度仍为90°时,a 球对地面的压力刚好为零
如图所示,一光滑斜面固定在水平面上,斜面上放置一质量不计的柔软薄纸带。现将质量为M=2kg的A物体和质量m=1kg的B物体轻放在纸带上。两物体可视为质点,物体初始位置数据如图,A、B与纸带间的动摩擦因数分别为μA=0.5、μB=0.8(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)。则
A.物体A离开纸带前匀加速下滑,物体B静止不动
B.物体A离开纸带后匀速下滑,物体B匀加速下滑
C.两物体同时由静止释放后,A物体滑离纸带需要的时间是0.8s
D.两物体同时由静止释放后,B物体经1.8s到达水平面上