高中物理放射性同位素的应用计算题

如图所示为仓储公司常采用的“自动化”货物装卸装置，两个相互垂直的斜面固定在地面上，货箱A（含货物）和配重B通过与斜面平行的轻绳跨过光滑滑轮相连．A装载货物后从h＝8.0 m高处由静止释放，运动到底端时，A和B同时被锁定，卸货后解除锁定，A在B的牵引下被拉回原高度处，再次被锁定．已知θ＝53⁰，B的质量M为1.0×10³ kg，A.B与斜面间的动摩擦因数均为μ＝0.5，滑动摩擦力与最大静摩擦力相等， g取10 m/s²，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6．

（1）为使A由静止释放后能沿斜面下滑，其质量m需要满足什么条件？
（2）若A的质量m＝4.0×10³ kg，求它到达底端时的速度v；
（3）为了保证能被安全锁定，A到达底端的速率不能大于12 m/s．请通过计算判断：
当A的质量m不断增加时，该装置能否被安全锁定．

质量为m=1kg的物体以初速V₀=12m/s竖直上抛，空气阻力大小为其重力的0.2倍，g取10m/s²，求：
（1）该物体上升和下降时的加速度之比；
（2）求整个过程中物体克服阻力做功的平均功率P₁和物体落回抛出点时重力的瞬时功率P₂。

为确保弯道行车安全，汽车进入弯道前必须减速．如图所示，AB为进入弯道前的平直公路，BC为水平圆弧形弯道．已知AB段的距离，弯道半径R=24m．汽车到达A点时速度，汽车与路面间的动摩擦因数，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=l0m／s²．要确保汽车进入弯道后不侧滑．求汽车

(1)在弯道上行驶的最大速度；
(2)在AB段做匀减速运动的最小加速度．

冰壶赛场在比赛前需要调试赛道的冰面情况。设冰壶质量为m，冰壶与合格冰道的动摩擦因数为μ。调试时，测得冰壶在合格赛道末端速度为初速度的0.9倍，总耗时为t。假设冰道内有一处冰面出现异常，导致冰壶与该处冰面的动摩擦因素为2μ，且测出冰壶到达赛道末端的速度为初速度的0.8倍，设两次调试时冰壶初速度均相同。求：

（1）冰壶的初速度大小和冰道的总长度；
（2）异常冰面的长度；

如图所示，物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在C点．每隔0．2 s通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表给出了部分测量数据．（重力加速度g＝10 m/s²）求：

（1）物体在AB段和在BC段的加速度a₁和a₂；
（2）物体在斜面上下滑的时间；
（3）物体运动到B点时的速率V_B．

如图所示，截面为直角三角形的木块置于粗糙的水平地面上，其倾角θ＝37°。现有一质量m＝1.0 kg的滑块沿斜面由静止下滑，经时间0.40 s沿斜面运动了0.28 m，且该过程中木块处于静止状态。重力加速度g取10 m／s²，求：（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8）

（1）滑块滑行过程中受到的摩擦力大小；
（2）滑块在斜面上滑行的过程中木块受到地面的摩擦力大小及方向。

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，一固定足够长的粗糙斜面与水平面夹角。一个质量的小物体（可视为质点），在F＝10 N的沿斜面向上的拉力作用下，由静止开始沿斜面向上运动。已知斜面与物体间的动摩擦因数，取。则：

（1）求物体在拉力F作用下运动的加速度；
（2）若力F作用1.2 s后撤去，求物体在上滑过程中距出发点的最大距离s；
（3）求物体从静止出发到再次回到出发点的过程中物体克服摩擦所做的功。

如图所示，倾角为30°的光滑斜面与粗糙的水平面平滑连接。现将一滑块（可视为质点）从斜面上A点由静止释放，最终停在水平面上的C点。已知A点距水平面的高度h=0.8m，B点距C点的距离L=2.0m。（滑块经过B点时没有能量损失，g=10m/s²），求：

（1）滑块在运动过程中的最大速度；
（2）滑块与水平面间的动摩擦因数μ；
（3）滑块从A点释放后，经过时间t=1.0s时速度的大小。

如图，正方形单匝均匀线框abcd,边长L=0.4m，每边电阻相等，总电阻R=0.5Ω。一根足够长的绝缘轻质细线跨过两个轻质光滑定滑轮，一端连接正方形线框，另一端连接绝缘物体P,物体P放在一个光滑的足够长的固定斜面上，斜面倾角θ=30°,斜面上方的细线与斜面平行。在正方形线框正下方有一有界的匀强磁场，上边界I和下边界II都水平， 两边界之间距离也是L=0.4m。磁场方向水平，垂直纸面向里，磁感应强度大小B=5T。现让正方形线框的cd边距上边界I的正上方高度h=0.9m的位置由静止释放，且线框在运动过程中始终与磁场垂直，cd边始终保持水平，物体P始终在斜面上运动，线框刚好能以v=3m/_S的速度进入匀强磁场并匀速通过匀强磁场区域。释放前细线绷紧，重力加速度g=10m/s²,不计空气阻力。

求：(1)线框的cd边在匀强磁场中运动的过程中，c、d间的电压是多大？
(2)线框的质量m₁和物体P的质量m₂分别是多大？
(3)在cd边刚进入磁场时，给线框施加一个竖直向下的拉力F使线框以进入磁场前的加速度匀加速通过磁场区域，在此过程中，力F做功W=0.23J,求正方形线框cd边产生的焦耳热是多少？

民航客机的机舱一般都设有紧急出口，发生意外情况的飞机在着陆后，打开紧急出口的舱门，会自动生成一个由气囊构成的斜面，机舱中的人可沿该斜面滑行到地面上，示意图如图所示。某机舱离气囊底端的竖直高度AB ＝3.0m，气囊构成的斜面长AC ＝5.0 m，CD段为与斜面平滑连接的水平地面。若人从气囊上由静止开始滑下，人与气囊间的动摩擦因数₁＝0.5，人与地面间的动摩擦因数₂＝0.4。不计空气阻力，g＝10 m/s²。求：

（1）人在气囊上滑下时的加速度大小；
（2）人滑到气囊底端时的速度大小；
（3）站在距气囊底端正前方2.0m处的救护人员能否被从气囊上滑下的人撞到。

交通规则规定：绿灯时通行的汽车，红灯亮起时，车头已越过停车线的汽车允许通过。如右图所示，停止线AB与前方斑马线边界CD间的距离为23m。车长7m的卡车以54km/h的速度向北匀速行驶。

（1）晚十一点凌晨四点，该信号灯被改为持续闪烁的黄灯，并设置AB、CD路段间限速18km/h。司机停止线AB前80m处发现黄灯，立即开始减速。车头刚好到达AB处速度恰好为18km/h，并以该速度匀速通过此路段。当车尾经过CD线时，卡车开始做a₁=4m/s²的匀加速运动，直至恢复原来的速度。求司机因为黄灯而耽误的时间？
（2）早晚高峰期间，该处恢复红绿信号灯。红灯时，AB停止线拦下很多汽车，拦停的汽车笔直地排成一排。相邻两车车头相距L=8m，当绿灯显示“30”时，第一辆汽车启动并做a₂=3m/s²的匀加速直线运动，加速到54km/h后匀速运动。事实上，第一个司机看见绿灯到启动需要反应时间0.6s，后一辆车看见前一辆车启动后同样需要反应时间0.6s，问绿灯结束后多少辆汽车通过停止线？

(14分)
如图所示,水平绷紧的传送带AB长L=6m,始终以恒定速率v₁=4m/s运行。初速度大小为v₂=6m/s的小物块(可视为质点)从与传送带等高的光滑水平地面上经A点滑上传送带。小物块m=lkg,物块与传送带间动摩擦因数μ=0.4,g取lom/s²。

求:（1）小物块能否到达B点，计算分析说明。
（2）小物块在传送带上运动时，摩擦力产生的热量为多少？

一质量为100g的质点处于静止状态，现受一个力的作用，其中的大小变化如图所示。在此过程中，求：（1）、质点0.5s内的位移大小。 (2)、描绘出速度大小v—t的变化图像。

如图所示，质量为m₁=0.2kg，大小可忽略不计的物块A以v₁=3m/s的速度水平向右滑上质量为m₂=0.1kg的木板B的左端，同时木板B以v₂=1m/s水平向左运动，AB间动摩擦因数μ=0.5，水平面光滑，木板B的长度L=0.5m，g=10m/s²。求：从物块A滑上木板B至滑离木板B的过程中A对B的冲量大小。