三、计算题(共40分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤,有数值计算的要明确写出数值和单位,只有最终结果的不得分。)
13.(8分)从20m高处以15m/s的初速度水平抛出一个物体,不计空气阻力,求:(1)这个物体落地点与抛出点的水平距离;(2)这个物体落地时的速度大小。
14. (8分)质量是2kg的物体,开始静止在光滑的水平面上,它受到水平力F的作用,力F随时间t变化的图象如图所示。求该物体在2s末的速度及2s内的位移。
15.(12分)民用航空客机的机舱除通常的舱门外还设有紧急出口,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组成的斜面,机舱中的乘客就可以沿斜面迅速滑行到地面上来。若某型号的客机紧急出口离地面高度为4.0m,构成斜面的气囊长度为5.0m。要求紧急疏散时乘客从气囊上由静止下滑到达地面的时间不超过2.0s,则乘客在气囊上下滑的加速度至少为多大?气囊和下滑乘客间的动摩擦因数不得超过多少?
16.(12分)如图所示,固定斜面的倾角为θ,质量为m的木块与斜面间的动摩擦因数为μ,(μ﹤tanθ)。(1)若对物体施加沿斜面向上的外力F,使物体沿斜面匀速向上运动,F应为多大?(2)若对物体施加水平向右的外力F / ,要使物体沿斜面匀速向上运动,F /