高中物理放射性同位素的应用计算题

(14分)如图，在倾角θ=53°的固定斜面上放置一质量M=1kg、长度l=3m的薄平板AB。平板的上表面光滑，其下端B与斜面底端C的距离为L=9m。在平板的上端A处放一质量m=1kg的小滑块，开始时使平板和滑块都静止，之后将它们无初速释放。设平板与斜面间、滑块与斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5，不考虑滑块由平板落到斜面的速度变化。求：(sin53°=0.8，cos53°=0.6，g=10m/s²)

(1)滑块离开平板时的速度大小；
(2)滑块从离开平板到到达斜面底端C经历的时间；
(3)滑块到达C处时，平板的B端与C的距离。

如图所示，在平直的公路上有 A、B、C、D四地，已知|AB|=|CD|．甲、乙两质点同时从A地由静止出发做匀加速直线运动，加速度大小分别为 a₁、a₂，一段时间后，甲到达D地时乙刚好到达C地．现使甲、乙分别从A、B两地同时由静止出发，乙还是保持做加速度大小为a₂的匀加速直线运动；甲先做加速度大小为a₃的匀加速直线运动，速度增大到某一值时，就保持这一速度做匀速直线运动，一段时间后，甲、乙同时到达了D地，此时乙的速度刚好等于甲的速度．已知加速度a₁、a₂的大小分别为6m/s2和 4m/s2，求加速度 a₃的大小．

如图所示，某人用轻绳牵住一质量为m=0.6kg的氢气球，因受水平风力的作用，系氢气球的轻绳与水平方向成37°角，此时气球离地高度h=5m。已知空气对气球的浮力竖直向上，恒为15N，人的质量M=50kg，人受的浮力忽略不计。求：（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s²）

（1）水平风力的大小；
（2）若水平风力和浮力均保持不变，剪断轻绳后气球需多长时间才能运动到离地H=35m高度处？

质量为、长为的长木板静止在光滑水平面上；质量也为的小滑块（可看做质点），放在长木板的左端，如图所示；给小滑块一水平向右的拉力；当取不同值时求解下列问题。（重力加速度为）

（1）使滑块在木板上发生相对滑动，至少为多大；
（2）当时，经多长时间，力可使滑块滑至木板的最右端；
（3）当时，至少作用多长时间后再撤去，最终滑块可以滑到木板的最右端。

如图所示，水平传送带以的速度匀速运转，在其左端无初速度释放一质量为的小滑块，滑块可视为质点，滑块与传送带间的动摩擦因数，传送带长，重力加速度m/s²。求：

（1）滑块从传送带左端到右端的时间？
（2）滑块相对传送带滑行的位移？

如图是某质点做直线运动的v—t图象。求：

（1）质点前1s时间内的加速度大小；
（2）质点从1s到4s时间内的位移大小；
（3）质点在整个4s时间内的平均速度大小。

用相同钢珠从斜面上的某点每隔0.1s放下一颗，在连续放下几颗后，对于在斜面上运动的小钢珠摄得如图所示的相片，现测得AB＝15cm，BC=20cm，
试求：

（1）钢珠运动的加速度；
（2）拍摄时B钢珠的速度；
（3）A钢珠上面正在运动的钢珠还有几颗？

甲、乙两辆汽车沿平直公路同向匀速行驶，甲车在乙车前面，它们之间相距x₀=40m，速度均为v₀=10m/s．某时刻，甲车刹车作匀减速直线运动，加速度大小为5m/s²．从此时刻起，求：
（1）甲车经过多长时间停止运动？
（2）当甲车静止时，甲、乙两辆汽车之间的距离为多大?
（3）经多长时间两车相遇？

一个质点从静止开始做匀加速直线运动。已知它在第4s内的位移是7m。
求：（1）质点运动的加速度；（2）它前进36m所用的时间。

滑雪运动员以υ₀=2m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，在t=5s的时间内滑下的位移X=60m。求：
（1）滑雪运动员5s内的平均速度
（2）滑雪运动员的加速度
（3）滑雪运动员5s末的速度

如图（a）所示，木板OA可绕轴O在竖直平面内转动，某研究小组利用此装置探索物块在方向始终平行于斜面、大小为F＝8N的力作用下加速度与斜面倾角的关系。已知物块的质量m＝1kg，通过DIS实验，得到如图（b）所示的加速度与斜面倾角的关系图线。若物块与木板间的动摩擦因数为0.2，假定物块与木板间的最大静摩擦力始终等于滑动摩擦力，g取10m/s²。试问：

（1）图（b）中图线与纵坐标交点a_o多大？
（2）图（b）中图线与θ轴交点坐标分别为θ₁和θ₂，木板处于该两个角度时的摩擦力指向何方？说明在斜面倾角处于θ₁和θ₂之间时物块的运动状态。
（3）θ₁为多大？
（4）如果木板长L＝2m，倾角为37°，物块在F的作用下由O点开始运动，为保证物块不冲出木板顶端，力F最多作用多长时间？（取sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

(17分)如图甲所示，带斜面的足够长木板P，质量M=3kg．静止在水平地面上，其右侧靠竖直墙壁，倾斜面BC与水平面AB的夹角、两者平滑对接。t=Os时，质量m=1kg、可视为质点的滑块Q从顶点C由静止开始下滑，图乙所示为Q在O～6s内的速率随时间t变化的部分图线。已知P与Q间的动摩擦因数是P与地面间的动摩擦因数的5倍，sin37⁰=0.6，cos37⁰=O.8，g取10m／s²。求：

(1)木板P与地面间的动摩擦因数。
(2)t=8s时，木板P与滑块Q的速度大小。
(3)O～8s内，滑块Q与木板P之间因摩擦而产生的热量。

(15分)滑沙游戏中，游戏者从沙坡顶部坐滑沙车呼啸滑下．为了安全，滑沙车上通常装有刹车手柄，游客可以通过操纵刹车手柄对滑沙车施加一个与车运动方向相反的制动力F，从而控制车速．为便于研究，作如下简化：游客从顶端A点由静止滑下8s后，操纵刹车手柄使滑沙车摩擦变大匀速下滑至底端B点，在水平滑道上继续滑行直至停止．已知游客和滑沙车的总质量m=70kg，倾斜滑道AB长=128m，倾角θ=37°，滑沙车底部与沙面间的动摩擦因数μ=0.5．重力加速度g取，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不计空气阻力．
(1)求游客匀速下滑时的速度大小．
(2)求游客匀速下滑的时间．
(3)求游客从A滑到B的过程中由于摩擦产生的热量。

如图所示，竖直平面内四分之一光滑圆弧轨道AP和水平传送带PC相切于P点，圆弧轨道的圆心为O，半径为R=5m。一质量为m=2kg的小物块从圆弧顶点由静止开始沿轨道下滑，再滑上传送带PC，传送带可以速度v=5m／s沿顺时针或逆时针方向的传动。小物块与传送带间的动摩擦因数为，不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处P时的机械能损失，重力加速度为g=10m／s²。

(1)求小物体滑到P点时对圆弧轨道的压力；
(2)若传送带沿逆时针方向传动，物块恰能滑到右端C，问传送带PC之间的距离L为多大：

一辆值勤的警车停在直公路边，当警员发现从他旁边以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，以加速度做匀加速运动，试问：
(1)在警车追上货车之前，两车间的最大距离是多少；
(2)若警车的最大速度是12m/s，则警车发动起来后要多长的时间才能追上违章的货车。