18.(12分)如图所示为车站使用的水平传送带的模型,它的水平传送带的长度为L=8m,传送带的皮带轮的半径均为R=0.2m,传送带的上部距地面的高度为h=0.45m,现有一个旅行包(视为质点)以v0=10m/s的初速度水平地滑上水平传送带.已知旅行包与皮带之间的动摩擦因数为μ=0.6.g取10m/s2.试讨论下列问题:
⑴若传送带静止,旅行包滑到B端时,人若没有及时取下,旅行包将从B端滑落.则包的落地点距B端的水平距离为多少?
⑵设皮带轮顺时针匀速转动,并设水平传送带长度仍为8m,旅行包滑上传送带的初速度恒为10m/s.当皮带轮的角速度ω值在什么范围内,旅行包落地点距B端的水平距离始终为⑴中所求的水平距离?若皮带轮的角速度ω1=40 rad/s,旅行包落地点距B端的水平距离又是多少?
⑶设皮带轮以不同的角速度顺时针匀速转动,画出旅行包落地点距B端的水平距离s 随皮带轮的角速度ω变化的图象.
(2)若用水平力F2沿杆向右拉A,使B以1m/s的速度匀速上升,则在B从初始位置上升0.5 m的过程中,拉力F2做了多少功?
(1)若用水平力F1沿杆向右拉A,使A由初始位置向右极缓慢地移动0.5 m,则该过程中拉力F1做了多少功?
17.(10分)如图所示,竖置平面内放一光滑直角杆,水平、竖直两部分各套有质量分别为mA=2.0kg和mB=1.0kg的小球A和B, A、B间用不可伸长的轻绳相连,初始位置为OA=1.5m,OB=2.0m.g取10m/s2.
(3)土星探测器上有一物体,在地球上重为10N,推算出他在距土星中心3.2×105km处受到土星的引力为0.38N.已知地球半径为6.4×103km,请估算土星质量是地球质量的多少倍?
16.(12分)土星周围有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动.其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心距离分别位rA=8.0×104km和r B=1.2×105km.忽略所有岩石颗粒间的相互作用.(结果可用根式表示)
(1)求岩石颗粒A和B的线速度之比.
(2)求岩石颗粒A和B的周期之比.
t1 = = …; t2 = = …; t= t1 + t2
你认为这位同学的解法是否合理?若合理,请完成计算;若不合理,请说明理由,并用你自己的方法算出正确结果.
15.(10分)辨析题:要求摩托车由静止开始在尽量短的时间内走完一段直道,然后驶入一段半圆形的弯道,但在弯道上行驶时车速不能太快,以免因离心作用而偏出车道.求摩托车在直道上行驶所用的最短时间.有关数据见表格.
某同学是这样解的:要使摩托车所用时间最短,应先由静止加速到最大速度 v1=40 m/s,然后再减速到v2=20 m/s,
14.(8分)一个质量m的物体放在水平地面上,物体与地面间的摩擦因数为μ,轻弹簧的一端系在物体上,如图所示.当用力F与水平方向成θ角拉弹簧时,弹簧的长度伸长x,物体沿水平面做匀速直线运动.求弹簧的劲度系数.
(3)在题图中绘出小球做平抛运动的轨迹.