(19分)某天,张叔叔在上班途中沿行步道向一公交车站走去,发现一辆公交车正从身旁的平直公路驶过,此时,张叔叔的速度是1m/s,公交车的速度是15m/s,他们距车站的距离为50m.假设公交车在行驶到距车站25m处开始刹车,刚好到车站停下,停车10s后公交车又启动向前开去.张叔叔的最大速度是6m/s,最大起跑加速度为2.5m/s2,为了安全乘上该公交车,他用力向前跑去.
(1)公交车刹车过程视为匀减速运动,则其加速度大小是多少?
(2)分析张叔叔能否在公交车停在车站时安全上车.
(18分)如图21所示,一根长0.1m的细线,一端系着一个质量为0.18kg的小球,拉住线的另一端,使球在光滑的水平桌面上作匀速圆周运动,使小球的转速很缓慢地增加,当小球的转速增加到开始时转速的3倍时,细线断开,线断开前的瞬间线的拉力比开始时大40N,求:
(1)线断开前的瞬间,线的拉力大小。
(2)线断开的瞬间,小球运动的线速度。
(3)如果小球离开桌面时,速度方向与桌边的夹角为,桌面高出地面0.8m,求小球飞出后的落地点距桌边的水平距离。
(15分)如图所示,质量、长的质量分布均匀的矩形薄板静止在水平桌面上,其右端与桌子边缘相平.板与桌面间的动摩擦因数为。(取)
(1)求能使薄板由静止开始运动的最小水平推力大小;
(2)现用F=5N的水平力向右推薄板,能使它翻下桌子,F作用的时间至少为多少。
(12分)一物理兴趣小组利用学校实验室的数字实验系统探究物体作圆周运动时向心力与角速度、半径的关系。
①首先,他们让一砝码做半径为0.08m的圆周运动,数字实验系统通过测量和计算得到若干组向心力和对应的角速度,如下表。请你根据表中的数据在图甲上绘出的关系图像。
②通过对图像的观察,兴趣小组的同学猜测与成正比。你认为,可以通过进一步转换,做出____________关系图像来确定他们的猜测是否正确。
③在证实了之后,他们将砝码做圆周运动的半径再分别调整为0.04m、0.12m,又得到了两条图像,他们将三次实验得到的图像放在一个坐标系中,如图乙所示。通过对三条图像的比较、分析、讨论,他们得出的结论,你认为他们的依是___________________________________________。
④通过上述实验,他们得出:做圆周运动的物体受到的向心力与角速度、半径的数学关系式是,其中比例系数的单位是__________。
(4分)一艘宇宙飞船在预定轨道上做匀速圆周运动,在该飞船的密封舱内,下列实验能够进行的是 ( )
超市中小张用水平方向的推力推着质量为的购物车乘匀速上升的自动扶梯上楼,如图所示.假设小张、购物车、自动扶梯间保持相对静止,自动扶梯的倾角为,小张的质量为,小张与扶梯间的摩擦因数为,小车与扶梯间的摩擦忽略不计.则( )
A.小张对扶梯的压力大小为,方向垂直于斜面向下
B.小张对扶梯的摩擦力大小为,方向沿斜面向下
C.扶梯对小张的摩擦力大小为,方向沿斜面向上
D.小张对车的推力和车对小张的推力大小必相等,这是因为人和车均处于平衡状态