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题文

科技馆中,有一个模拟万有引力的装置。在如图1所示的类似锥形漏斗固定的容器中,有两个小球在该容器表面上绕漏斗中心轴做水平圆周运动,其运行能形象地模拟了太阳系中星球围绕太阳的运行。图2为示意图,图3为其模拟的太阳系运行图。图2中离中心轴的距离相当于行星离太阳的距离。

(1)在图3中,设行星A1和B1离太阳距离分别为r1和r2,求A1和B1运行速度大小之比。
(2)在图2中,若质量为m的A球速度大小为v,在距离中心轴为x1的轨道面上旋转,由于受到微小的摩擦阻力,A球绕轴旋转同时缓慢落向漏斗中心。当其运动到距离中心轴为x2的轨道面时,两轨道面之间的高度差为H。求此过程中A球克服摩擦阻力所做的功。

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
知识点: 万有引力定律及其应用
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如图所示,在光滑的水平面上停放着小车B,车上左端有一可视为质点的小物块A,A和B之间的接触面前一段光滑,后一段粗糙,且后一段的动摩擦因数μ=0.4,小车长L=2 m,A的质量 mA=1 kg,B的质量mA=4 kg,现用12 N的水平力F向左拉动小车,当A到达B的最右端时,两者速度恰好相等,求:

(1)A在B的光滑和粗糙部分运动时,两个物体的加速度;
(2)A和B间光滑部分的长度.(g取10 m/s2)

如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角θ=30°,传送带在电动机的带动下,始终保持v0=2 m/s的速率运行.现把一质量为m=1 kg的工件(可看为质点)轻轻放在传送带的底端,经时间t=1.9 s,工件被传送到h=1.5 m的高处,并取得了与传送带相同的速度,取g=10 m/s2.求:

(1)工件与传送带之间的滑动摩擦力F;
(2)工件与传送带之间的相对位移Δs.

一辆值勤的警车停在一条直公路的道边,当警员发现从他旁边以v=8 m/s的速度匀速行驶的货车有违章行为时,决定前去追赶,经Δt=2.5 s警车发动起,以加速度a=2 m/s2做匀加速运动,若警车能达到的最大速度是vm=12 m/s,达到最大速度后以该速度匀速运动.试问:
(1)警车发动起后要多长时间才能追上违章的货车?
(2)警车在追赶货车的过程中,两车间的最大距离是多少?

如图所示,质量M=8 kg的小车放在光滑的水平面上,在小车左端加一水平推力F=8 N,当小车向右运动的速度达到1.5 m/s时,在小车前端轻轻地放上一个大小不计,质量为m=2 kg的小物块,小物块与小车间的动摩擦因数μ=0.2,当二者达到相同速度时,物块恰好滑到小车的最左端。取g=10 m/s2。则:

(1)小物块放上后,小物块及小车的加速度各为多大?
(2)小车的长度L是多少?

如图所示,质量为m1=5 kg的滑块,置于一粗糙的斜面上,用一平行于斜面的大小为30 N的力F推滑块,滑块沿斜面向上匀速运动,斜面体质量m2=10 kg,且始终静止,取g=10 m/s2,求:

(1)斜面对滑块的摩擦力;
(2)地面对斜面体的摩擦力和支持力。

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