(12分)如图所示,以A.B和C.D为端点的半径为R=0.9m的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,A.D之间放一水平传送带Ⅰ,B.C之间放一水平传送带Ⅱ,传送带Ⅰ以V1=8m/s的速度沿图示方向匀速运动,传送带Ⅱ以V2=10m/s的速度沿图示方向匀速运动。现将质量为m=2kg的物块从传送带Ⅰ的右端由静止放上传送带,物块运动第一次到A时恰好能沿半圆轨道滑下。物块与传送带Ⅱ间的动摩擦因数为μ2=0.35,不计物块的大小及传送带与半圆轨道间的间隙,重力加速度g=10m/s2,已知A.D端之间的距离为L=1.0m。求:
(1)物块与传送带Ⅰ间的动摩擦因数μ1;
(2)物块第1次回到D点时的速度;
(3)物块第几次回到D点时的速度达到最大,最大速度为多大.
(10分)如甲图所示,水平光滑地面上用两颗钉子(质量忽略不计)固定停放着一辆质量为M=2kg的小车,小车的四分之一圆弧轨道是光滑的,半径为R=0.6m,在最低点B与水平轨道BC相切,视为质点的质量为m=1kg的物块从A点正上方距A点高为h=1.2m处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道滑行恰好停在轨道末端C。现去掉钉子(水平面依然光滑未被破坏)不固定小车,而让其左侧靠在竖直墙壁上,该物块仍从原高度处无初速下落,如乙图所示。不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失,已知物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度g取10 m/s2,求:
(1)水平轨道BC长度;
(2)小车不固定时物块再次与小车相对静止时距小车B点的距离;
(3)两种情况下由于摩擦系统产生的热量之比.
(10分)如图所示,长为L的细线一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,已知小球在最高点A受到绳子的拉力刚好等于小球自身的重力,O点到水平地面的距离Soc =H且 H>L,重力加速度为g,求:
(1)小球通过最高点A时的速度VA的大小;
(2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力;
(3)小球运动到A点或B点时细线断裂,小球落到地面对到C点的距离若相等,则L和H应满足什么关系.
(8分)汽车发动机的额定功率为30KW,质量为1000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍(),求:
(1)汽车在路面上能达到的最大速度;
(2)若汽车以额定功率启动,当汽车速度为5m/s时的加速度;
(3)若汽车从静止开始保持2m/s2的加速度作匀加速直线运动,达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了200m,直到获得最大速度后才匀速行驶。求汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间.
(8分)质量m=0.5 kg的木块静止于水平面上,现在恒力F作用下做匀加速直线运动,已知恒力大小F=5N,方向与水平方向成=37角斜向上,如图所示.2s末撤去此拉力时,木块已滑行的距离s0=12m,(重力加速度g取10 m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8.)求:
(1)木块与地面间的动摩擦因数;
(2)撤去拉力后,木块继续滑行的距离;
(3)在整个运动过程中,摩擦力对木块做的功.
(9分)为了探究加速度与力、质量的关系,物理兴趣小组成员独立设计了如图所示的实验探究方案,并进行了实验操作。
(1)在长木板的左端垫上木块的目的是________________________;
(2)实验中用砝码(包括小盘)的重力G=mg的大小作为小车(质量为M)所受拉力F的大小,能够实现这一设想的前提条件是 ________________________;
(3)图乙为小车质量M一定时,根据实验数据描绘的小车加速度a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象。设图中直线斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿第二定律成立,则小车的质量M为________________________。