小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地。如图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为3d/4,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。
(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2。
(2)轻绳能承受的最大拉力多大?
(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应是多少?最大水平距离为多少?
宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点,沿水平方向以初速度抛出一个小球,测得小球经时间
落到斜坡另一点Q上,斜坡的倾角
,已知该星球的半径为
,引力常量为
,求该星球的密度(已知球的体积公式是
)。
如图所示,一物块质量自平台上以速度
水平抛出,刚好落在邻近一倾角为
的粗糙斜面
顶端,并恰好沿该斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差
,粗糙斜面
倾角为
,足够长。物块与两斜面间的动摩擦因数均为
,
点离
点所在平面的高度
。物块在斜面上运动的过程中始终未脱离斜面,不计在
点的机械能损失。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
,
。(
取
)
(1)物块水平抛出的初速度是多少。
(2)若取所在水平面为零势能面,求物块第一次到达
点的机械能。
(3)从滑块第一次到达点时起,经
正好通过
点,求
之间的距离。
如图所示,M、N为纸面内两平行光滑导轨,间距为L。轻质金属杆a、b可在导轨上左右无摩擦滑动,杆与导轨接触良好,导轨右端与定值电阻连接。P、Q为平行板器件,两板间距为d,上下两板分别与定值电阻两端相接。两板正中左端边缘有一粒子源始终都有速度为的带正电粒子沿平行于极板的方向进入两板之间。整个装置处于垂直于纸面向外的匀强磁场中。已知轻杆和定值电阻的阻值分别为r和R,其余电阻不计,带电粒子的重力不计,为使粒子沿原入射方向从板间右端射出,则轻杆应沿什么方向运动?速度多大?
某物体质量为,在光滑水平面上与运动方向相同的恒力
的作用下,发生一段位移
,速度由
增加到
。
(1)试从牛顿定律出发,导出动能定理的表达式。
(2)运用动能定理解答下面问题,有一质量的物体,置于水平面上,在水平恒力
的作用下,使物体由静止开始运动,经过
后,撤去
,问物体还能运动多长距离?已知物体与水平面间动摩擦因数为
。(
取
)
(10分)质量为0.3kg的物体在水平面上作直线运动,图中a﹑b直线分别表示物体受水平拉力时和不受水平拉力时的v--t图象,则求: (取g=10m/s2)
(1)物体受滑动摩擦力多大?
(2)水平拉力多大?