如图所示,小车连同其固定支架的总质量为M=3m,支架右端通过长为L的不可伸长的轻绳悬挂一质量为m的小球,轻绳可绕结点在竖直平面内转动,车和小球整体以速度向右匀速行驶。突然,小车因撞到正前方固定障碍物,速度立即变为零,小球以v0为初速度开始在竖直平面内做圆周运动。当小球第一次到达最高点时,地面对车的支持力恰好为零。已知在此过程中,小车一直未动,重力加速度为g。求:
(1)小车与障碍物碰撞后瞬间,轻绳上的拉力大小;
(2)小球第一次到最高点时的速度大小;
(3)小球从最低点到第一次到达最高点过程中,克服空气阻力做的功。
如图所示,倾角为θ=45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切,切点为B,整个轨道处在竖直平面内。一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为h=3R的D处无初速下滑进入圆环轨道。接着小滑块从圆环最高点C水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O等高的P点,不计空气阻力。求:
(1)滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小
(2)滑块与斜轨之间的动摩擦因数
如图所示,一固定的楔形木块,其斜面的倾角θ=30°,另一边与地面垂直,顶上有一定滑轮。一柔软的细线跨过定滑轮,两端分别与物块A和B连结,A的质量为4m,B的质量为m,开始时将B按在地面上不动,然后放开手,让A沿斜面下滑而B上升。物块A与斜面间无摩擦。当A沿斜面下滑一段较小的距离S后,细线突然断了。求物块B上升离地的最大高度H.
如图所示,某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点,接着沿水平路面滑至C点停止,人与雪橇的总质量为70kg,表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据,请根据图表中的数据解决下列问题:
位置 |
A |
B |
C |
速度(m/s) |
2.0 |
12.0 |
0 |
时刻(s) |
0 |
4 |
10 |
(1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能为多少?
(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力大小?
利用航天飞机,宇航员可以到太空维修出现故障的人造地球卫星。已知一颗人造地球卫星在距地高度为h的圆形轨道上运行,当航天飞机与该卫星进入相同轨道后,与卫星具有相同的运动状态,试求这时该航天飞机的飞行速度的表达式。
(已知地球半径为R ,地球表面的重力加速度为g)
(附加题)钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态
和
粒子,而铀核激发态
立即衰变为铀核
,并放出能量为
的
光子。已知:
、
和
粒子的质量分别为
、
和
(1)写出衰变方程;
(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略,求粒子的动能。