如图所示,长为L细线的一端固定在 A点,另一端系质量为m的小球,AB是过A的竖直线,且AB=L,E为AB的中点,过E作水平线 EF,在EF上某一位置钉一小钉D。现将小球悬线拉至水平,然后由静止释放,不计线与钉碰撞时的机械能损失。
(1)若钉子在E点位置,则小球经过B点前瞬间,求绳子拉力T的大小。
(2)若小球要恰好能绕钉子在竖直平面内做圆周运动,求钉子钉在D的位置离E点的距离x。
(3)保持小钉在(2)问中的D位置不变,让小球从图示的P点静止释放,当小球运动到最低点时,若细线刚好达到最大张力而断开,且小球运动的轨迹经过B点。试求细线能承受的最大张力Tm.
我国航天局宣布,我国已启动“登月工程”,2007年之前将发射绕月飞行的飞船,2010年左右实现登月飞行。下面是与登月行动有关的一个问题。人类为了探测距地球约30万公里的月球,发射了一辆四轮的登月探测小车,它能够在自动导航系统的控制下行走,且每隔10秒向地球发射一次信号,探测器上还装有两个相同的减速器(其中一个是备用的),这种减速器最多能使小车产生5米/秒2的加速度。某次探测中,探测器的自动导航系统出现故障,探测器因匀速前进而不能避开正前方的障碍物,此时,地球上的科学家必须对探测器进行人工遥控操作。下表是控制中心的显示屏上的数据信息:
收到信号的时间 |
发射信号的时间 |
信号的内容 |
9时10分20秒 |
与前方障碍物相距52米 |
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9时10分30秒 |
与前方障碍物相距32米 |
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9时10分33秒 |
使小车以2米/秒2的加速度减速 |
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9时10分40秒 |
与前方障碍物相距12米 |
已知控制中心信号发射和接受设备工作速度极快,科学家每次分析数据并输入命令最少需要3秒。
(1)请通过对上述数据分析,求出小车的运动速度。
(2)请通过对上述数据分析,判断减速器是否执行了减速命令。
(3)若减速器未执行减速命令,科学家需启动另一个备用减速器。欲使小车避免与障碍物相撞,备用减速器的加速度至少应设定为多少?
两颗靠得很近的天体,离其他天体非常遥远,靠相互吸引力一起以连线上某一点为圆心分别作圆周运动,从而保持两者之间的距离不变,这样的天体称为“双星’.现测得两星中心距离为R,运动周期为T,求:双星的总质量。
在海滨游乐场里有一种滑沙的游乐活动。如图所示,人坐在滑板上从斜坡的高处由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。若某人和滑板的总质量m=60.0kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数相同,大小为μ=0.50,斜坡的倾角θ=37°。斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10m/s2。试求:
(1)人从斜坡滑下的加速度为多大?
(2)若出于场地的限制,水平滑道的最大距离为L=20.0m,则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
重为60N的均匀直杆AB一端用铰链与墙相连,另一端用一条通过定滑轮M的绳子系住,如图所示,绳子一端与直杆AB的夹角为30°,绳子另一端在C点与AB垂直,AC=0.1AB。滑轮与绳重力不计。求:
(1)B点与C点处绳子的拉力TB、TC的大小。
(2)轴对定滑轮M的作用力大小。
如图所示为某小区儿童娱乐的滑滑梯示意图,其中AB为斜面滑槽,与水平方向夹角为37o,BC为水平滑槽,与半径为0.2m的1/4圆弧CD相切,ED为地面.已知儿童在滑槽上滑动时的动摩擦系数都是0.5,A点离地面的竖直高度AE为2m,试求:
(1)儿童由A处静止起滑到B处时的速度大小
(2)为了使儿童在娱乐时不会从C处脱离圆弧水平飞出,水平滑槽BC长至少为多少? (B处的能量损失不计)