过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径、
。一个质量为
kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以
的初速度沿轨道向右运动,A、B间距
m。小球与水平轨道间的动摩擦因数
,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取
,计算结果保留小数点后一位数字。
试求
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距应是多少;
(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径应满足的条件;小球最终停留点与起点
的距离。
如图所示,一只小球用绳OA和OB拉住,OA水平,OB与水平方向成60°角,这时OB绳受的拉力为8 N,求小球重力及OA绳拉力的大小.
图2-6-21
如图所示,两根相同的橡皮绳OA、OB,开始夹角为0°,在O点处打结吊一重50 N的物体后,结点O刚好位于圆心.今将A、B分别沿圆周向两边移至A′、B′,使∠AOA′=∠BOB′=60°,欲使结点仍在圆心处,则此时结点处应挂多重的物体?
图2-5-19
.在东北的冬季伐木工作中,被伐下的木料常装在钢制滑板上的雪橇上,马拉着雪橇在冰道上滑行,将木料运出,如图2-4-18.在水平冰道上,马在水平方向的最大拉力为1000 N,能够长时间拉着一雪橇匀速前进,马最多能拉多重的木材才能在水平冰道上较长时间匀速前进呢?(已知雪橇及人的总重量为1800 N,雪橇与冰面之间的动摩擦因数为0.02)
图2-4-18
从跳高运动史看,100年内跳高的姿势发生了五次变革,跨越式、剪式、滚式、俯卧式、背越式五种.每改革一次姿势,跳高的世界纪录就提高一次.1.70 m的第一个世界纪录是用跨越式创造的;第二届奥运会上,巴克斯捷尔用剪式越过1.90 m的横杆;1912年美国运动员霍林用滚式创造了2.01 m的好成绩;29年以后美国运动员用俯卧式以2.11 m的成绩创造了新的世界纪录.现代新的姿势是背越式,背越式出现以后,跳高的成绩更加提高了,1984年我国运动员朱建华创造的世界纪录为2.30 m.1993年古巴运动员索托马约尔创造了2.43 m的世界纪录,现在各国的优秀跳高运动员都在力争创造更高的世界纪录.
图2-1-8
跳高姿势的变化是不断刷新跳高成绩的关键之一,但是在姿势的变化中包含着哪些物理原理呢?
.一个质量为60 kg的人,在地球上的重力为588 N,在月球上的重力为98 N.该人做摸高运动时,在地球上其重心最大能升高0.5 m,那么在月球其重心升高的最大高度为多少?