(14分)水平导轨AB固定在支架CD上,其形状、尺寸如图所示。导轨与支架的总质量M=4kg,其重心在O点,它只能绕支架C点且垂直于纸面的水平轴转动。质量m=1kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端,现受到水平拉力F=2.5N的作用。已知小铁块和导轨之间的动摩擦因数μ=0.2。g取10m/s2,求:
(1)小铁块刚开始运动时的加速度大小?
(2)小铁块运动到离A端多远时,支架将要开始翻转?
(3)若在小铁块运动的过程中,支架始终保持静止,则拉力F作用的最长时间为多少?
(14分)地面上有一个半径为R的圆形跑道,高为h的平台边缘上的P点在地面上P′点的正上方,P′与跑道圆心O的距离为L(L>R),如图所示。跑道上停有一辆小车,现从P点水平抛出小沙袋,使其落入小车中(沙袋所受空气阻力不计)。问:
(1)当小车分别位于A点和B点时(∠AOB=90°),沙袋被抛出时的初速度各为多大?
(2)若小车在跑道上运动,则沙袋被抛出时的初速度在什么范围内?
(3)若小车沿跑道顺时针运动,当小车恰好经过A点时,将沙袋抛出,为使沙袋能在B处落入小车中,小车的速率v应满足什么条件?
(12分)一物块以一定的初速度沿斜面向上滑出,利用DIS实验系统,在计算机屏幕上得到其速度大小随时间的变化关系图像如图所示。求:(g=10m/s2)
(1)物块上滑和下滑的加速度大小a1、a2。
(2)物块向上滑行的最大距离s。
(3)斜面的倾角θ及物块与斜面间的动摩擦因数μ。
(10分) 如图所示,三个台阶每个台阶高h=0.225m,宽s=0.3m。小球在平台AB上以初速度v0水平向右滑出,要使小球正好落在第2个平台CD上,不计空气阻力,求初速v0范围。
某同学计算如下:(g取10m/s2)根据平抛规律,
到达D点小球的初速
到达C点小球的初速
所以落到台阶CD小球的初速范围是
以上求解过程是否有问题,若有,指出问题所在,并给出正确的解答。
直升机沿水平方向匀速飞往水源取水灭火,悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1=450。直升机取水后飞往火场,加速度沿水平方向,大小稳定在a=1.5 m/s2时,悬索与竖直方向的夹角θ2=140。如果空气阻力大小不变,且忽略悬索的质量,则空气阻力大小为___ ___N,水箱中水的质量M约为_______kg。(sin140=0.242;cos140=0.970)(保留两位有效数字)
一水平放置的水管,距地面高h=l.8m,管内横截面积S=2cm2。有水从管口处以不变的速度v0=2m/s源源不断地沿水平方向射出,则水流的水平射程为 m,水流稳定后在空中有 m3的水。(g取10m/s2)