(13分)动画片《熊出没》中有这样一个情节:某天熊大和熊二中了光头强设计的陷阱, 被挂在了树上,聪明的熊大想出了一个办法,让自己和熊二荡起来使绳断裂从而得救,其过程可简化如图所示,设悬点为0,离地高度为H=6m,两熊可视为质点且总质量m=500kg,重心为A,荡下过程重心到悬点的距离L=2m且保持不变,绳子能承受的最大张力为T=104N,光头强(可视为质点)位于距离0点水平距离s=5m的B点处,不计一切阻力,重力加速度g=10m/s2。
(1)熊大和熊二为了解救自己,荡至最高点时绳与竖直方向的夹角α至少为多大?
(2)设熊大和熊二刚好在向右摆到最低点时绳子断裂,则他们的落地点离光头强的距离为多少?
(3)如果重心A到0的距离可以改变,且两熊向右摆到最低点时绳子恰好断裂,有无可能在落地时砸中光头强?请通过计算说明。
一种氢气燃料的汽车,质量为=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kW,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车从静止开始先匀加速启动,加速度的大小为
=1.0m/s2。达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶。g=10m/s2,试求:
(1)汽车的最大行驶速度;
(2)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。
如图所示,半径分别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道置于同一竖直平面上(R>r),两圆形轨道之间用一条水平粗糙轨道CD连接,轨道CD与甲乙两个圆形轨道相切于C、D两点。现有一小球以一定的速度先滑上甲轨道,绕行一圈后通过轨道CD再滑上乙轨道,绕行一圈后离开乙轨道。已知小球在甲轨道最高点处对轨道的压力等于球的重力,在乙轨道运动时恰好能过最高点。小球与轨道CD间的动摩擦系数为μ,求(1)小球过甲、乙轨道的最高点时的速度V1、V2(2)水平CD段的长度L。
已知地球半径为R,地球自转的周期为T,地球表面的重力加速度为g,
求 (1)第一宇宙速度?(2)地球同步卫星离地面的高度h。
某战士在倾角θ = 30°的山坡上进行投掷手榴弹训练。他从A点以某一初速度υ0沿水平方向投出手榴弹,正好落在B点,测得AB = 90m。设空气阻力不计,取重力加速度g = 10m/s2。
(1)该型号手榴弹从拉动弹弦到爆炸需要T = 5s的时间,若要求手榴弹正好在落地时爆炸,求战士从拉动弹弦到投出所用的时间△t;
(2)求手榴弹抛出的初速度υ0大小。
如图所示,BCDG是光滑绝缘的圆形轨道,位于竖直平面内,轨道半径为R,下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接,整个轨道处在水平向左的匀强电场中. 现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上,滑块受到的电场力大小为
,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为g.
(1)若滑块从水平轨道上距离B点s=3R的A点由静止释放,滑块到达B点时速度为多大?
(2)在(1)的情况下,求滑块到达C点时的速度大小和受到轨道的作用力大小;
(3)改变s的大小,使滑块恰好始终沿轨道滑行,且从G点飞出轨道,求滑块在圆轨道上滑行过程中的最小速度大小.