如图所示,一块足够大的光滑平板放置在水平面上,能绕水平固定轴MN调节其与水平面所成的倾角.板上一根长为l=0.60m的轻细绳,它的一端系住一质量为的小球P ,另一端固定在板上的O点.当平板的倾角固定为
时,先将轻绳平行于水平轴MN拉直,然后给小球一沿着平板并与轻绳垂直的初速度
v0=3.0m/s。若小球能保持在板面内作圆周运动,倾角
的值应在什么范围内?(取重力加速度g=10m/s2)
如图所示,左右两端的AM、NB为竖直平面内的光滑圆弧轨道,半径均为
,质量
的物体从左端最高点A由静止下滑,经过一段长度为
粗糙的水平轨道MN后,冲上右端的光滑圆弧轨道.物体与粗糙的水平轨道间的动摩擦因数
,取当地的重力加速度
,试求:
(1)物体到达右端圆弧轨道的最大高度;
(2)物体第一次经过M点(圆弧轨道的最低点)时受到轨道支持力的大小;
(3)物体第二次经过M点时速度的大小.
(8分)一辆质量的小轿车沿平直路面运动,发动机的额定功率
,运动时受到的阻力大小为
.试求:
(1)小轿车最大速度的大小;
(2)小轿车由的速度开始以额定功率运动
前进的距离(汽车最后的速度已经达到最大).
某滑板爱好者在离地高的平台上滑行,水平离开A点后落在水平地面上的B点,其水平位移
.着地时由于存在能量损失,着地后速度变为
,并以此为初速沿水平地面滑行
后停止.已知人与滑板的总质量
.试求:
(1)人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力的大小;
(2)人与滑板离开平台时的水平初速度大小(空气阻力忽略不计,取当地的重力加速度).
某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为地球半径的2倍,已知地面附近的重力加速度为g.试求该人造地球卫星运动时的:
(1)向心加速度的大小;
(2)周期.
(13分)如图所示为了使航天员能适应在失重环境下时的工作和生活,国家航天局组织对航天员进行失重训练,故需要创造一种失重环境。航天员乘坐在训练飞机上后,训练飞机总重3.6×104 kg,以200 m/s速度沿30°倾角爬升到7000 m高空后飞机向上拉起,沿竖直方向以200 m/s的初速度向上作匀减速直线运动,匀减速的加速度为g,当飞机到最高点后立即掉头向下,仍沿竖直方向以加速度为g加速运动,在前段时间内创造出完全失重,当飞机离地2000 m高时为了安全必须拉起,后又可一次次重复为航天员失重训练。若飞机飞行时所受的空气阻力f = kv(k="900" N·s/m),每次飞机速度达到350 m/s后必须终止失重训练(否则飞机可能失速)。求(g = 10m/s2):
(1)利用作图法求出飞机在匀速爬升过程飞机的动力。
(2)飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。
(3)经过几次飞行后,驾驶员想在保持其它不变,在失重训练时间也不变的情况下,降低飞机拉起的高度(在B点前把飞机拉起)以节约燃油,若不考虑飞机的长度,则飞机匀速爬升的时间比原来可以少多少时间?