滑板运动是一项非常刺激的水上运动,研究表明,在进行滑板运动时,水对滑板的作用力Fx垂直于板面,大小为kv2,其中v为滑板速率(水可视为静止).某次运动中,在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角θ=37°时,滑板做匀速直线运动,相应的k=54kg/m,人和滑板的总质量为108kg。(1)水平牵引力的大小;(2)滑板的速率。(g取10m/s2)
游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来,如图甲所示。我们把这种情况抽象为如图乙所示的模型:半径为R的圆弧轨道竖直放置,下端与弧形轨道相接,使质量为m的小球从弧形轨道上端无初速度滚下,小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动。实验表明,只要h大于一定值,小球就可以顺利通过圆轨道的最高点。(不考虑空气及摩擦阻力) (1)若小球恰能通过最高点,则小球在最高点的速度为多大? 此时对应的h多高? (2)若h′=4R,则小球在通过圆轨道的最高点时对轨道的压力是多少?
将小球从离地面5m高处、向离小球4m远的竖直墙以8m/s的初速度水平抛出,不计空气阻力。求:(g=10m/s2) (1)小球碰墙点离地面的高度; (2)要使小球不碰墙,小球的最大初速度。
已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,不考虑地球自转的影响。试推导第一宇宙速度v的表达式。
如图所示,竖直平面内的轨道ABCD由水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道CD组成,AB恰与圆弧CD在C点相切,轨道固定在水平面上。一个质量为m的小物块(可视为质点)从轨道的A端以初动能E冲上水平轨道AB,沿着轨道运动,由DC弧滑下后停在水平轨道AB的中点。已知水平轨道AB长为L。求: (1)小物块与水平轨道的动摩擦因数 (2)为了保证小物块不从轨道的D端离开轨道,圆弧轨道的半径R至少是多大? (3)若圆弧轨道的半径R取第(2)问计算出的最小值,增大小物块的初动能,使得小物块冲上轨道后可以达到最大高度是1.5R处,试求物块的初动能并分析物块能否停在水平轨道上。如果能,将停在何处?如果不能,将以多大速度离开水平轨道?
太阳能已经越来越广泛的被应用,为了测量太阳的辐射功率,物理兴趣小组的同学做如下的简单实验:取一个横截面积为S=3×10-2m2的不高的圆筒,筒内装有0.6kg的水,用来测量太阳的辐射到地面的能量,某一天中午在太阳光直射2min后,水的温度升高了10C,求: (1)在阳光直射下,地球表面每平方厘米获得的能量。 (2)假设射到大气顶层的太阳能只有43%到达地面,另外57%被大气吸收和反射而未到地面,你能由此估算出太阳的功率吗?