(19分)如图是建筑工地上常用的一种“深穴打夯机”,电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑提上来,当夯杆底端刚到达坑口时,两个滚轮彼此分开,将夯杆释放,夯杆在自身重力作用下,落回深坑,夯实坑底,然后两个滚轮再次压紧,夯杆被提上来,如此周而复始。已知两个滚轮边缘的线速度恒为v=4m/s,滚轮对夯杆的正压力FN=2×104kg,滚轮与夯杆间的动摩擦因数μ=0.3,夯杆的质量m=1×103kg,坑深h=6.4m,假设在打夯的过程中坑的深度变化不大,取g=10 m/s2.求:
(1)每个打夯周期中,电动机对夯杆所做的功;
(2)每个打夯周期中,滚轮与夯杆间因摩擦产生的热量;
(3)打夯周期。
(17分)一辆值勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边以v=8m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时,决定前去追赶,经2.5s,警车发动起来,以加速度a=2m/s2做匀加速运动,试问:
(1)警车发动后还要经多长时间才能追上违章的货车?
(2)在警车追上货车之前,两车间的最大距离是多少?
(15分)如图所示,一个人用与水平方向成θ= 300角的斜向下的推力F推一个质量为20 kg的箱子匀速前进,如图(a)所示,箱子与水平地面间的动摩擦因数为=0.40.求:
(1)推力F的大小;
(2)若该人不改变力F的大小,只把力的方向变为与水平方向成300角斜向上去拉这个静止的箱子,如图(b)所示,拉力作用2.0 s后撤去,箱子最多还能运动多长距离?(g取10 m/s2).
(10分)某学校实验小组欲测定正方体木块与长木板之间的动摩擦因数,采用如图甲所示的装置,图中长木板水平固定。
(1)实验开始之前某同学用游标卡尺测得正方体边长,读数如图乙所示,则正方体的边长为 cm。
(2)如图丙所示为该组同学实验中得到的一条纸带的一部分,0, 1, 2, 3, 4, 5, 6为计数点,相邻两计数点间还有4个计时点未画出。从纸带上测出=3.20cm, =4.52cm, =8.42cm, =9.70cm,则木块的加速度大小a= m/s2(保留两位有效数字)。
(3)该组同学用天平测得木块的质量为M,砝码盘和砝码的总质量为m,则木块与长木板间动摩擦因素的表达式= (重力加速度为g,木块的加速度为a)
(7分)某同学在家中尝试验证平行四边形定则,他找到三条相同的橡皮筋(遵循胡克定律)和若干小重物,以及刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子,设计了如下实验:将两条橡皮筋的一端分别挂在墙上的两个钉子A、B上,另一端与第三条橡皮筋连接,结点为O,将第三条橡皮筋的另一端通过细绳挂一重物.
①为完成该实验,下述操作中必需的是 .
a.测量细绳的长度 b.测量橡皮筋的原长
c.测量悬挂重物后橡皮筋的长度 d.记录悬挂重物后结点O的位置
②钉子位置固定,欲利用现有器材,改变条件再次验证,可采用的方法是 .
如图所示,水平传送带以速度v1匀速运动,小物体P、Q由通过定滑轮且不可伸长的轻绳相连,t=0时刻P在传送带左端具有速度v2,P与定滑轮间的绳水平,t=t0时刻P离开传送带.不计定滑轮质量和滑轮与绳之间的摩擦,绳足够长.正确描述小物体P速度随时间变化的图像可能是