2010·兰州模拟)荡秋千是大家喜爱的一项体育运动.随着科技迅速发展,将来的某一天,同学们也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为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°,引力常量为G.那么:
(1)该星球表面附近时重力加速度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?
在光滑水平面上,一根原长为l的轻质弹簧的一端与竖直轴O连接,另一端与质量为m的小球连接,如图所示. 当小球以O为圆心做匀速圆周运动的速率为v1时,弹簧的长度为1.5l;当它以O为圆心做匀速圆周运动的速率为v2时,弹簧的长度为2l.求v1与v2的比值.
额定功率为80kW的汽车,在平直公路上行驶的最大速度是20m/s。汽车的质量为2.0×103kg。如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小是2m/s2,运动过程中阻力不变。求:
(1)汽车受到的阻力多大?
(2)3s末汽车的瞬时功率是多大?
(3)汽车维持匀加速运动的时间是多少?
如图所示,倾角450高h的固定斜面。右边有一高3h/2的平台,平台顶部左边水平,上面有一质量为M的静止小球B,右边有一半径为h的1/4圆弧。质量为m的小球A从斜面底端以某一初速度沿斜面上滑,从斜面最高点飞出后恰好沿水平方向滑上平台,与B发生弹性碰撞,碰后B从圆弧上的某点离开圆弧。所有接触面均光滑,A、B均可视为质点,重力加速度为g。
(1)求斜面与平台间的水平距离S和A的初速度v0;
(2)若M=2m,求碰后B的速度;
(3)若B的质量M可以从小到大取不同值,碰后B从圆弧上不同位置脱离圆弧,该位置与圆心的连线和竖直方向的夹角为α。求cosα的取值范围。
如图所示,坐标系xoy在竖直平面内,y轴的正方向竖直向上,y轴的右侧广大空间存在水平向左的匀强电场E1=2N/C,y轴的左侧广大空间存在匀强电场,磁场方向垂直纸面向外,B=1T,电场方向竖直向上,E2=2N/C。t=0时刻,一个带正电的质点在O点以v=2m/s的初速度沿着与x轴负方向成450角射入y轴的左侧空间,质点的电量为q=106C,质量为m=2×10-7kg,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)质点从O点射入后第一次通过y轴的位置;
(2)质点从O点射入到第二次通过y轴所需时间;
(3)质点从O点射入后第四次通过y轴的位置。
(I)如图甲所示,质量为m的物块在水平恒力F的作用下,经时间t从A点运动到B点,物块在A点的速度为v1,B点的速度为v2,物块与粗糙水平面之间动摩擦因数为µ,试用牛顿第二定律和运动学规律推导此过程中动量定理的表达式,并说明表达式的物理意义。
(II)物块质量m =1kg静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块在受按如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动,第3s末物块运动到B点时速度刚好为零,第5s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数为µ=0.2,(g取10m/s2)求:
(1)AB间的距离;
(2)水平力F在5s时间内对物块的冲量。