水上滑梯可简化成如图所示的模型:倾角为θ=37°斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接(设经过B点前后速度大小不变),起点A距水面的高度H=7.0m,BC长d=2.0m,端点C距水面的高度h=1.0m.一质量m=50kg的运动员从滑道起点A点无初速地自由滑下,运动员与AB、BC间的动摩擦因数均为μ=0.1.(取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,运动员在运动过程中可视为质点)
(1)求运动员沿AB下滑时加速度的大小a;
(2)求运动员从A滑到C的过程中克服摩擦力所做的功W和到达C点时速度的大小v;
(3)保持水平滑道左端点在同一竖直线上,调节水平滑道高度h和长度d到图中B′C′位置时,运动员从滑梯平抛到水面的水平位移最大,求此时滑道B′C′距水面的高度h′.
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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(如图中箭头所示),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?
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小球从台阶上以一定初速度水平抛出,恰落到第一级台阶边缘,反弹后再次落下经 0.3s恰落至第3级台阶边界,已知每级台阶宽度及高度均为18cm,取g=10m/s2。且小球反弹时水平速度不变,竖直速度反向,但变为原速度的1/4。
(1)求小球抛出时的高度及距第一级台阶边缘的水平距离。
(2)问小球是否会落到第 5级台阶上?说明理由。
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如图所示,质量为0.5kg、0.2kg的弹性小球A、B穿过一绕过定滑轮的轻绳,绳子末端与地面距离0.8m,小球距离绳子末端6.5m,小球A、B与轻绳的滑动摩擦力都为重力的0.5倍,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现由静止同时释放A、B两个小球,不计绳子质量,忽略与定滑轮相关的摩擦力,g=10m/s2。
(1)释放A、B两个小球后,A、B的各自加速度?
(2)小球B从静止释放经多长时间落到地面?
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如图所示,一倾角为θ=30°的光滑足够长斜面固定在水平面上,其顶端固定一劲度系数为k=50N/m的轻质弹簧,弹簧的下端系一个质量为m=1kg的小球,用一垂直于斜面的挡板A挡住小球,此时弹簧没有发生形变,若挡板A以加速度a=4m/s2沿斜面向下匀加速运动,弹簧与斜面始终保持平行,g取10m/s2.求:
(1)从开始运动到小球速度达最大时小球所发生位移的大小;
(2)从开始运动到小球与挡板分离时所经历的时间.
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如图所示,在光滑的水平面上有一足够长的质量为M=4kg的长木板,在长木板右端有一质量为m=1kg的小物块,长木板与小物块间动摩擦因数为μ=0.2,长木板与小物块均静止.现用F=14N的水平恒力向右拉长木板,经时间t=1s撤去水平恒力F.
(1)在F的作用下,长木板的加速度为多大?
(2)刚撤去F时,小物块离长木板右端多远?
(3)最终长木板与小物块一同以多大的速度匀速运动?
(4)最终小物块离长木板右端多远?
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如图所示,绝缘的水平桌面上方有一竖直方向的矩形区域,该区域是由三个边长均为L的正方形区域ABFE、BCGF和CDHG首尾相接组成的,且矩形的下边EH与桌面相接。三个正方形区域中分别存在方向为竖直向下、竖直向上、竖直向上的匀强电场,其场强大小比例为1:1:2。现有一带正电的滑块以某一初速度从E点射入场区,初速度方向水平向右,滑块最终恰从D点射出场区,已知滑块在ABFE区域所受静电力和所受重力大小相等,桌面与滑块之间的滑动摩擦因素为0.125,重力加速度为g,滑块可以视作质点。求:
(1)滑块进入CDHG区域时的速度大小;
(2)滑块在ADHE区域运动的总时间。
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“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上。现将球拍和太极球简化成如图甲所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板间无相对运动趋势。A为圆周的最高点,C为最低点,B、D与圆心O等高。设球的重力为1N,不计拍的重力。则:
(1)健身者在C处所需施加的力比在A处大多少?
(2)设在A处时健身者需施加的力为F,当球运动到B、D位置时,板与水平方向需有一定的夹角θ,请作出tanθ-F的关系图象。
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如图所示,一质点沿半径为r=20cm的圆周自A点出发,逆时针运动2s,运动圆周到达B点,求:
(1)质点的位移和路程;
(2)质点的平均速度大小.
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如图所示,为一传送装置,其中AB段粗糙,AB段长为L=0.2m,动摩擦因数,BC、DEN段均可视为光滑,且BC的始末端均水平,具有h=0.1m的高度差,DEN是半径为r=0.4m的半圆形轨道,其直径DN沿竖直方向,C位于DN竖直线上,CD间的距离恰能让小球自由通过,在左端竖直墙上固定有一轻质弹簧,现有一可视为质点的小球,小球质量m=0.2kg,压缩轻质弹簧至A点后静止释放(小球和弹簧不黏连),小球刚好能沿DEN轨道滑下,球:
(1)小球刚好能通过D点时速度的大小
(2)小球到达N点时速度的大小及受到轨道的支持力的大小
(3)压缩的弹簧所具有的弹性势能
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