(14分)如图16所示,光滑匀质圆球的直径d=40 cm,质量为M=20 kg,悬线长L=30 cm,正方形物块A的厚度b=10 cm,质量为m=2 kg,物块A与墙之间的动摩擦因数μ=0.2.现将物块A轻放于球和墙之间后放手,取g=10 m/s2,求:
(1)墙对A的摩擦力为多大?
(2)施加一个与墙面平行的外力于物体A上,使物体A在未脱离圆球前贴着墙
沿水平方向做加速度a=5 m/s2的匀加速直线运动,那么这个外力的大小和方
向如何?
飞机在竖直平面内做半径为400m的匀速圆周运动,其速度是150m/s,飞行员质量为80kg,g取10m/s2.求:
(1)飞机在轨道最低点飞行员头朝上时,飞行员对座椅的压力大小和方向。
(2)飞机在轨道最高点飞机员头朝下时,飞行员对座椅的压力大小和方向。
一个小球从离地面高度H=5m处的A点,以水平速度V0=6m/s水平抛出,不计空气阻力g取10m/s2。求:
(1)小球从抛出到落地所用的时间。
(2)小球从抛出起经0.8s时的速度大小和方向。
如图所示,在竖直平面内固定一半径R为2 m、圆心角为120°的光滑圆弧轨道BEC,其中点E是最低点.在B、C两端平滑、对称地连接长度S均为m的AB、CD两段粗糙直轨道,直轨道上端A、D与最低点E之间的高度差h均为2.5 m.现将质量为0.01 kg的小物块由A点静止释放,物块与直轨道间的动摩擦因数均为0.25.求:
(1) 小物块从静止释放到第一次过E点时重力做的功;
(2) 小物块第一次通过E点时的动能大小;
(3) 小物块在E点时受到支持力的最小值.
如图所示,半径为R的圆轮在竖直面内绕O轴匀速转动,O轴离地面高为2R,轮上a、b两点与O点的连线相互垂直,a、b两点均粘有一小物体,当a点转至最低位置时,a.b两点处的小物体同时脱落,经过相同时间落到水平地面上。
(1)试判断圆轮的转动方向。
(2)求圆轮转动的角速度的大小。
宇航员在月球表面完成下面实验:如图所示,在一固定的竖直光滑圆弧轨道内侧最低点有一小球(可视为质点),当给小球一个水平方向的初速度时,小球刚好能在竖直面内做完整的圆周运动.已知圆弧轨道半径为r,月球的半径为R,引力常量为G.
(1)若在月球表面发射一颗环月卫星,所需最小发射速度为多少?
(2)月球的平均密度为多大?