高中物理放射性同位素的应用计算题

我国某城市某交通路口绿灯即将结束时会持续闪烁3 s，而后才会变成黄灯，再在3秒黄灯提示后再转为红灯。2013年1月1日实施新的交通规定：黄灯亮时车头已经越过停车线的车辆可以继续前行，车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯，属于交通违章行为。（本题中的刹车过程均视为匀减速直线运动）
（1）若某车在黄灯开始闪烁时刹车，要使车在黄灯闪烁的时间内停下来且刹车距离不得大于18 m，该车刹车前的行驶速度不能超过多少?
（2）若某车正以v₀＝15 m／s的速度驶向路口，此时车距停车线的距离为L＝48.75 m，当驾驶员看到绿灯开始闪烁时，经短暂考虑后开始刹车，该车在红灯刚亮时恰停在停车线以内。求该车驾驶员的允许的考虑时间

如图所示，一质量为M，长为L的木板固定在光滑水平面上。一质量为m的小滑块以水平速度v₀从木板的左端开始滑动，滑到木板的右端时速度恰好为零。

（1）小滑块在木板上的滑动时间；
（2）若木块不固定，其他条件不变，小滑块相对木板静止时距木板左端的距离。

如图所示，倾角=30的足够长光滑斜面固定在水平面上，斜面上放一长L=1.8m、质量M= 3kg的薄木板，木板的最右端叠放一质量m=lkg的小物块，物块与木板间的动摩擦因数=．对木板施加沿斜面向上的恒力F，使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动．设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取重力加速度g=l0．

（1）为使物块不滑离木板，求力F应满足的条件；
（2）若F=37.5N，物块能否滑离木板？若不能，请说明理由；若能，求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离．

(8分)、一质量m=2.Okg的小物块以一定的初速度冲上一个足够长的倾角为的固定斜面，某同学利用传感器测出了小物块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，并用计算机做出了小物块上滑过程的速度一时间图线，如图所示。（取)求 :

(l)小物块冲上斜面过程中加速度的大小；
(2)小物块与斜面间的动摩擦因数；
(3)小物块向上运动的最大距离。

质量为2kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面作直线运动，一段时间后撤去F，其运动的v-t图像如图所示。g取10m/s²，求：

（1）物体与水平面间的运动摩擦因数；  
（2）水平推力F的大小；
（3）0—10s内物体运动位移的大小。

一艘客轮因故障需迅速组织乘客撤离。乘客在甲板上须利用固定的绳索下滑到救援快艇上。绳索与竖直方向的夹角θ＝37°，设乘客下滑过程绳索始终保持直线。为保证行动又快又安全，乘客先从静止开始匀加速滑到某最大速度，再匀减速滑至快艇，速度刚好为零，加速过程与减速过程中的加速度大小相等。在乘客开始下滑时，船员同时以水平速度向快艇抛出救生圈刚好落到救援快艇上（快艇可视为质点），如图所示。并知乘客下滑的时间是救生圈平抛下落的2倍，不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s²，sin37°= 0.6，cos37°= 0.8，求：

（1）乘客沿着绳索下滑的时间t；
（2）乘客下滑过程的最大速度v_m。

如图，将质量m=1kg的圆环套在固定的倾斜直杆上，杆的倾角为37°，环的直径略大于杆的截面直径．对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角为37°的拉力F=10N，使圆环由静止开始沿杆加速度向上运动，已知环与杆间动摩擦因数μ=0.5．（g取10m/s²）求：

（1）F作用2s时圆环的速度是多大？
（2）2s后撤去力F，求圆环继续沿杆上滑的最大距离是多少？

如图所示，半径R = 0.1m的竖直半圆形光滑轨道bc与水平面ab相切。质量m = 0.1kg的小滑块B放在半圆形轨道末端的b点，另一质量也为m= 0.1kg的小滑块A，以v₀ = 2m/s的水平初速度向B滑行，滑过s = 1m的距离，与B相碰，碰撞时间极短，碰后A、B粘在一起运动。已知木块A与水平面之间的动摩擦因数μ = 0.2。取重力加速度g = 10m/s²。A、B均可视为质点。求：

（1）A与B碰撞前瞬间的速度大小v_A；
（2）碰后瞬间，A、B共同的速度大小v；
（3）在半圆形轨道的最高点c，轨道对A、B的作用力N的大小。

如图所示，质量为2.0kg的木块放在水平桌面上的A点，受到一瞬时冲量后以某一速度在桌面上沿直线向右运动，运动到桌边B点后水平滑出落在水平地面C点。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.20，桌面距离水平地面的高度为1.25m，A、B两点的距离为4.0m， B、C两点间的水平距离为1.5m，g=10m/s²。不计空气阻力，求：

（1）滑动摩擦力对木块做功是多少；
（2）木块在A点时的动能；
（3）木块运动的总时间。

如图歼-15舰载机成功着陆“辽宁号”航母。若歼-15飞机以v₀=50m/s的水平速度着陆甲板所受其它水平阻力（包括空气和摩擦阻力）恒为1×10⁵N，歼-15飞机总质量m=2.0×10⁴kg。设歼-15在起、降训练中航母始终静止，取g=10m/s²。

（1）飞机着舰后，若仅受水平阻力作用，航母甲板至少多长才能保证飞机不滑到海里？
（2）在阻拦索的作用下，飞机匀减速滑行50m停下，求阻拦索的作用力大小。
（3）“辽宁号”航母飞行甲板水平，但前端上翘，水平部分与上翘部分平滑连接，连接处D点可看作圆弧上的一点，圆弧半径为R=100m，飞机起飞时速度大容易升空，但也并非越大越好。已知飞机起落架能承受的最大作用力为飞机自重的11倍，求飞机安全起飞经过圆弧处D点的最大速度？

观光旅游、科学考察经常利用热气球，保证热气球的安全就十分重要。科研人员进行科学考察时，气球、座舱、压舱物和科研人员的总质量为800kg,在空中停留一段时间后，·由于某种故障，气球受到的空气浮力减小，科研人员发现气球在竖直下降，此时下降速度为2m/s，且做匀加速运动，经过4s下降了16m后，立即抛掉一些压舱物，气球匀速下降。不考虑气球由于运动而受到的空气阻力。重加加速度g＝1Om/s²。求：
（1)抛掉的压舱物的质量m是多大？
（2)抛掉一些压舱物后，气球经过5s下降的高度是多大？

如图所示，将斜面体固定在水平面上，其两个斜面光滑，斜面上放置一质量不计的柔软丝绸．丝绸恰好将两侧斜面覆盖，现将质量为m_A的A物体和质量为m_B的B物体轻放在斜面，如图在示的位置开始计时，斜面长度及斜面倾角图中已标出，两物体可视为质点。若m_A=3kg，m_B=lkg，A与丝绸间的动摩擦因数=，B与丝绸间的动摩擦因数=，假设两物体与丝绸间的滑动摩擦力与最大静摩擦力相等，试求从计时开始，A、B两物体到达斜面底端所用时间分别为多少。（sin37°=0．6，cos37°=0．8，g取l0m/s²）

如图，足够长斜面倾角θ=30°，斜面上OA段光滑，A点下方粗糙且。水平面上足够长OB段粗糙且μ₂=0.5，B点右侧水平面光滑。OB之间有与水平方向β（β已知）斜向右上方的匀强电场E=×10⁵V/m。可视为质点的小物体C、D质量分别为m_C=4kg，m_D=1kg，D带电q= +1×10^-4C，用轻质细线通过光滑滑轮连在一起，分别放在斜面及水平面上的P和Q点由静止释放，B、Q间距离d=1m，A、P间距离为2d，细绳与滑轮之间的摩擦不计。（sinβ=，cosβ=，g=10m/s²），求：

（1）物体C第一次运动到A点时的重力的功率；
（2）物块D运动过程中电势能变化量的最大值；
（3）物体C第一次经过A到第二次经过A的时间t。

飞行员驾驶舰载机在300m长的水甲跑道上进行起降训练。舰载机在水平跑道加速过程中受到的平均阻力大小为其重力的0.2倍，其涡扇发动机的水平推力大小能根据舰载机的起飞质量进行调整，使舰载机从静止开始经水平跑道加速后恰能在终点起飞。没有挂弹时，舰载机质量为m=2.0x10⁴Kg，其涡扇发动机的水平推力大小恒为F=1.6×10⁵ N。重力加速度g取10m/s²。（不考虑起飞过程舰载机质量的变化）
（1）求舰载机没有挂弹时在水平跑道上加速的时间及刚离开地面时水平速度的大小；
（2）已知舰载机受到竖直向上的升力F_升与舰载机水平速度v的平方成正比，当舰载机升力和重力大小相等时离开地面。若舰载机挂弹后，质量增加到m₁=2.5×10⁴Kg，求挂弹舰载机刚离开地面时的水平速度大小。

山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。滑道由AB和BC组成，AB是倾角为θ=37°的斜坡，BC是半径为R="5" m的圆弧面，圆弧对应的圆心角也为θ=37°圆弧面和斜面相切于B点，与水平面相切于C点，如图所示，AB竖直高度差h₁="7.2" m，竖直台阶CD竖直高度差为h₂=6.8 m，运动员连同滑雪装备总质量为m="80" kg，从A点由静止滑下通过C点后飞落到水平地面DE上（不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,g取10 m/s², sin37°=0.6,cos37°=0.8）。求：

（1） 运动员在斜坡AB上运动的时间t；
（2） 运动员到达B点的速度V_B；
（3） 运动员落到DE上的动能E_KD。