如图所示,光滑半圆形轨道处于竖直平面内,半圆轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A。一质量为m的小球在水平地面上的C点受水平向左的恒力F由静止开始运动,当运动到A点时撤去恒力F,小球沿竖直半圆轨道运动到轨道最高点B点,最后又落在水平地面上的D点(图中未画出)。已知A、C间的距离为L,重力加速度为g。
(1)若轨道半径为R,求小球到达圆轨道B点时对轨道的压力FN;
(2)为使小球能运动到轨道最高点B,求轨道半径的最大值Rm;
(3)轨道半径R多大时,小球在水平地面上的落点D到A点的距离最大?最大距离xm是多少?
“神六升空,双雄巡天”,真正实现了中国人参与外层空间科学实验的梦想.已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g.
(1)飞船入轨后沿椭圆轨道运动,其远地点离地面高度为地球半径的,则该处的重力加速度是多大?
(2)假设“神舟六号”飞船绕地球飞行过程中沿圆轨道运行,周期为T,则飞船离地面的高度是多少?
额定功率为80kW的汽车,在平直的公路上行驶的最大速度为20m/s.已知汽车的质量为2×103 kg,若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小为2m/s2.假定汽车在整个运动过程中阻力不变.求:
(1)汽车受到的阻力Ff;
(2)汽车在3s末的瞬时功率.
如图所示,半径为r,质量不计的圆盘与地面垂直,圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O,在盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A,在O点的正下方离O点r/2处固定一个质量也为m的小球B.放开盘让其自由转动,问:
(1)A球转到最低点时的线速度是多少?
(2)在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少?
如图所示,质量为m=0.4kg的小钢球(可视为质点)从左侧光滑斜面上高度h=3.6m的A处由静止向滑下,经过水平粗糙直道BC,进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道,轨道半径为R=0.4m,第一次通过轨道最高点P后,从最低点C进入水平粗糙直道CD,继而冲向右侧光滑斜面DE;斜面DE足够长且倾角θ=30°,小钢球滑下斜面DE后,经DC第二次通过轨道最高点P后,从轨道最低点C进入水平直道CB,继而冲向左侧斜面AB;如此往复运动.已知水平直道BC和CD长均为L=2.0m,小钢球与水平直道之间的动摩擦因数均为μ=0.2.重力加速度g取10m/s2.(每次经过轨道连接处B和D的能量损失均忽略不计)求:
(1)小钢球第一次经过C点时速度的vc的大小;
(2)小钢球第一经过P点时,受到轨道弹力的大小;
(3)小钢球在竖直平面内做完整圆周运动的次数.
如图,让一小物体(可看作质点)从图示斜面上的A点以v0=4m/s的初速度滑上斜面,物体滑到斜面上的B点后沿原路返回.若A到B的距离为1m,斜面倾角为θ=37°.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
(1)求物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)若设水平地面为零重力势能面,且物体返回经过C点时,其动能恰与重力势能相等,求C点相对水平地面的高度h.