【原题】(18分)低空跳伞是一种极限运动,一般在高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳。人在空中降落过程中所受空气阻力随下落速度的增大而增大,而且速度越大空气阻力增大得越快。因低空跳伞下落的高度有限,导致在空中调整姿态、打开伞包的时间较短,所以其危险性比高空跳伞还要高。一名质量为70kg的跳伞运动员背有质量为10kg的伞包从某高层建筑顶层跳下,且一直沿竖直方向下落,其整个运动过程的v-t图象如图所示。已知2 0s末的速度为18m/s,10s末拉开绳索开启降落伞,16 2s时安全落地,并稳稳地站立在地面上。g取10m/s2,请根据此图象估算:
(1)起跳后2s内运动员(包括其随身携带的全部装备)所受平均阻力的大小;
(2)运动员从脚触地到最后速度减为零的过程中,若不计伞的质量及此过程中的空气阻力,则运动员所需承受地面的平均冲击力多大;
(3)开伞前空气阻力对跳伞运动员(包括其随身携带的全部装备)所做的功(结果保留三位有效数字)。
“勇气”号火星车在火星表面登陆的时机选择在6万年来火星距地球最近的一次,火星与地球之间的距离仅有5580万千米,如图所示,设火星车在登陆前绕火星做匀速圆周运动,距火星表面高度为H,火星半径为R,绕行N圈的时间为t,求:
(1)若地球、火星绕太阳公转为匀速圆周运动,其周期分别为T地 T火,比较它们的大小.
(2)火星的平均密度(用R、H、N、t及万有引力常数G表示).
(3)火星车登陆后不断地向地球发送所拍摄的照片,地球上接收到的第一张照片大约是火星车多少秒前拍摄的?
(17分)如图所示,传递带可以把质量m=20kg的行李包沿水平方向送上小车左端,小车的质量M=80kg,原来静止停在光滑水平道上,行李包与车间的动摩擦因数μ=0.5,小车长1.5m,如果传送带以v=5.0m/s的水平速度将行李包送上小车,求行李包在小车上滑行的时间多少?(g取10m/s )
如图所示,A、B、C三个物体质量均为m,其中厚度相同的A、B位于光滑的水平面上,可视为质点的小物块C放在静止的B物体上,物体A以速度v0向物体B运动,与B发生碰撞(碰撞时间极短),碰后A、B以相同的速度运动,但互不粘连;C滑过B后又在A上滑行,最后停在A上,与A一起以
的速度运动。求:
(1)物体B最终的速度;
(2)小物块C在物体A和物体B上滑行过程中由于摩擦产生的热量之比。
质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点,随传送带运动到A点后水平抛出,小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。B、C为圆弧的两端点,其连线水平.已知圆弧半径R=1.0m,轨道最低点为E。A点距水平面的高度h=0.8m,距B点的水平距离x=1.2m。小物块离开C点恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动,0.8s后经过D点,物块与斜面间的滑动摩擦因数为μ=(g=10m/s2,sin300="0.5" sin37°=0.6,sin450=0.71)试求:
小物块离开A点的水平初速度v1
小物块经过O点时对轨道的压力
斜面上CD间的距离
如图所示,在光滑桌面上放着木板A,长度为L=1.0m,在木板A的左上端放一可视为质点的小金属块,它的质量和木板的质量相等,最初它们是静止的。现让小金属块以V0 =2.0m/s的初速度开始向右滑动,当滑动到木板A的右端时,滑块的速度为V1="1m/s," 取 g= l0m/s2,求:小金属块刚滑过木板A时的速度及滑块与木板间的摩擦因数;
木板A的位移。