质量为0.4kg的小物体固定在直棒的一端,棒长为1.0m,,其重力不计,使其形成一个摆,该物体被推向一侧直到棒与竖直线成53°角.试问:(1)小物体应以多大的切向速率VA从A点出发,才能达到最高点C时具有切向速率3m/s?(2)小物体以速度VA从A点出发时,通过最低点B时的速率是多大? (3)若小物体以(1)中的速率VA从A点出发,但方向却相反,它到达C点的速率是多少?(4)若以同样长的绳子代替直棒,小物体仍以(1)中的条件出发,到达某一点D时绳子中的张力为零?(5)在D点时的速率是多少?(6)过D点后小物体的运动情况将如何?
[分析和解答]此题可用作图法和计算法求解,但作图法误差较大而计算法又较复杂,采用正交分解法既准确又简便,步骤如下:
1)正确选定直角坐标系:
以O为原点,F1的作用线为x轴建立直角坐标(如图乙)
把各个力分解到两个坐标轴上:
2)分别求出x轴和y轴上的合力:
3)求Fx和Fy的合力即是所求的三个力的合力:如图丙所示
质量为M的平板小车在光滑水平面上正以速度V向右做匀速直线运动,车上平板的长度为L.如果在车的前端轻轻放上一质量为m的小物体,如图所示,若不使物体从车上掉下来,物体与车面之间的动摩擦因数应满足什么条件?
如图所示为光滑的平直轨道上分布着间距为L的物块,其中M=4m,其余的质量均为m.当一水平恒力F作用于M上,M将与物块1碰后形成一整体,再与物块2 碰后又形成一整体,如此继续碰下去,求M的最大速度? 设轨道足够长,小物块足够多.
如图所示,一个静止的尖劈质量为M,被一个水平飞行的质量为m的小球击中,碰撞过程中没有动能损失,球相对地面竖直向上弹起,若尖劈碰撞后的速度为V,摩擦和空气阻力可忽略.求小球弹起的高度.