(10分)荡秋千是大家喜爱的一项体育活动.随着科技的迅速发展,将来的某一天,同学们也许会在其他星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所在星球的质量是M、半径为R,可将人视为质点,秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90°,万有引力常量为G.那么,
(1)该星球表面附近的重力加速度g星等于多少?
(2)若经过最低位置的速度为v0,你能上升的最大高度是多少?
今年春天,我国西南地区遭遇百年不遇的特大干旱,在抗旱救灾的队伍中,我们的子弟兵战士翻山越岭为广大灾区人民送去“生命之水”,军民一心同自然灾害进行斗争。战士们通过山谷的一种方法可以简化为下面的情境:将一根长为2d、不可伸长的细绳两端固定在相距为d的A、B两等高点,绳上挂一小滑轮P,战士们相互配合,沿着绳子滑到对面,如图所示。战士甲用力拉住滑轮,质量为m的战士乙吊在滑轮上,脚离地,处于静止状态,此时AP竖直。然后战士甲将滑轮从静止释放。不计绳与滑轮的质量,忽略一切摩擦及空气阻力的影响,求:战士乙滑动过程中的最大速度Vm 。
一辆质量为m汽车正在平直高速
上公路上行驶,行驶速度为v0。突然前方路上发生事故,汽车安装有防抱死刹车系统(ABS),制动后汽车减速行驶的加速度大小恒为a。设驾驶员的反应时间为t0,试问:
(1)驾驶员从发现情况到完全停车,共经过多少距离?
(2)试根据计算结果说明超速、酒后开车的危险性和高速路旁警示语“请保持车距”的必要性。
一小球由静止开始从16米长斜坡顶端匀加速直线滚下,运动4秒到达坡底,后又在水平地面匀减速运动了8米停止,求
(1)小球在斜坡上运动的加速度a1是多大?
(2)小球在整个运动过程中的最大速度vm?
(3)小球在水平地面匀减速运动的加速度a2是多大?
如图所示,放在倾角α=30°的光滑斜面上的凹槽,长L=3.000m,质量M=0.16kg,凹槽两端用挡板封住。斜面底端固定一块与斜面垂直的挡板。凹槽的下端离挡板的距离L0=1.000m,开始时凹槽是固定的,槽内放置一块质量m=0.16kg的小铁块(视为质点)。当小铁块从凹槽上端静止释放,并以
加速度沿凹槽向下运动,经△t=0.100s后再释放凹槽。设凹槽和小铁块与挡板碰撞后均以原速返回,空气阻力不计,试求:(结果取三位有效数字)
(1)凹槽与挡板第一次碰撞前,铁块对凹槽做的功
(2)从凹槽释放到第二次与挡板碰撞瞬间,凹槽运动的路程
(3)从释放铁块到凹槽与铁块都静止时,铁块相对于凹槽运动的路程。
“嫦娥一号”探月卫星与稍早日本的“月亮女神号”探月卫星不同,“嫦娥一号”卫星是在绕月球极地轨道上运动的,加上月球的自转,因而“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球表面。12月11日“嫦娥一号”卫星CCD相机已对月球背面进行成像探测,并获得了月球背面部分区域的影像图。卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H,绕行的周期为TM;月球绕地球公转的周期为TE,半径为R0。地球半径为RE,月球半径为RM。试解答下列问题:
(1)若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响,试求月球与地球质量之比。
(2)当绕月极地轨道的平面与月球绕地球公转的轨道平面垂直,也与地心到月心的连线垂直(如图所示)。此时探月卫星向地球发送所拍摄的照片,此照片由探月卫星传送到地球最少需要多长时间?(已知光速为c)