冬奥会单板滑雪U型池比赛,是运动员仅利用一滑板在U型池雪面上滑行。裁判员根据运动员腾空的高度、完成动作的难度和效果等因素评分,并要求运动员在滑动的整个过程中,身体的任何部位均不能触及滑道。单板滑雪U型池的比赛场地截面示意图如图所示,场地由两个完全相同的1/4圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成,圆弧滑道的半径R=3.5m,B、C分别为圆弧滑道的最低点,B、C间的距离s=8.0m,运动员在水平滑道以一定的速度冲向圆弧滑道CD,到达圆弧滑道的最高位置D后竖直向上腾空跃起,在空中做出翻身、旋转等动作,然后再落回D点。假设某次比赛中运动员经过水平滑道B点时水平向右的速度v0=17m/s,运动员从B点匀变速直线运动到C点所用时间t=0.5s,从D点跃起时的速度vD=8.0m/s。设运动员连同滑板的质量m=50kg,忽略空气阻力的影响,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)运动员从D点跃起后在空中完成动作的时间;
(2)运动员从C点到D点运动的过程中需要克服摩擦阻力所做的功;
(3)该单板滑雪运动员保持姿势不变在水平滑道BC段滑动的过程中是否可能增加其动能呢?说明理由。
如图2-3-17所示,自行车和人的总质量为M,在一水平地面上运动.若自行车以速度v转过半径为R的弯道.求:
(1)自行车的倾角应多大?
(2)自行车所受的地面的摩擦力多大?
如图所示,OM=MN=R.两个小球质量都是m,a、b为水平轻绳.两小球正随水平圆盘以角速度ω匀速同步转动.小球和圆盘间的摩擦力可以不计.求:
(1)绳b对小球N的拉力大小;
(2)绳a对小球M的拉力大小.
如图所示,在光滑水平桌面上有一光滑小孔O,一根轻绳穿过小孔,一端连接质量为m=1 kg的小球A,另一端连接质量为M=4 kg的重物B.
(1)当小球A沿半径r=0.1 m的圆周做匀速圆周运动,其角速度为ω=10 rad/s时,物体B对地面的压力为多大?
(2)当A球的角速度为多大时,B物体处于将要离开而尚未离开地面的临界状态?(g=10 m/s2)
如图所示,在以角速度ω=2 rad/s匀速转动的水平圆盘上,放一质量m=5 kg的滑块,滑块离转轴的距离r=0.2 m,滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运动(二者未发生相对滑动).求:
(1)滑块运动的线速度大小;
(2)滑块受到静摩擦力的大小和方向.
如图所示为磁带录音机倒带时的示意图,轮子1是主动轮,轮子2是从动轮,轮1和2就是磁带盒内的两个转盘,空带一边半径为r1=0.5 cm,满带一边半径为r2=3 cm.已知主动轮转速不变,恒为n1=36 r/min,试求:
(1)从动轮2的转速变化范围;
(2)磁带运动的速度变化范围.