据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,其半径r约为地球半径的2倍,假设有一艘飞船环绕该星球做匀速圆周运动,且飞行速度为v=8km/s。(地球的半径R=6400km,地球表面的重力加速度g=lOm/s2)求:该行星表面的重力加速度:飞船到该星球表面的距离。(结果保留3位有效数字)
.(12分)雨滴接近地面的过程可以看做匀速直线运动,此时雨滴的速度称为收尾速度.某同学在一本资料上看到,雨滴的收尾速度v与雨滴的半径r成正比,由此该同学对雨滴运动中所受的阻力F作了如下几种假设: (1)阻力只与雨滴的半径成正比,即F=kr(k为常数). (2)阻力只与速度的平方成正比,即F=kv2(k为常数). (3)阻力与速度的平方和半径的乘积成正比,即F=krv2(k为常数). 你认为哪种假设能够解释雨滴收尾速度与半径成正比这一关系?请写出推导过程.
.(12分)如图所示,光滑小圆环A吊着一个重为G1的砝码套在另一个竖直放置的大圆环上,今有一细绳拴在小圆环A上,另一端跨过固定在大圆环最高点B处的一个小滑轮后吊着一个重为G2的砝码,如果不计小环、滑轮、绳子的重量大小.绳子又不可伸长,求平衡时弦AB所对的圆心角θ.
(14分)消防队员为缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下.假设一名质量为60 kg、 训练有素的消防队员从七楼(即离地面18 m的高度)抱着竖直的杆以最短的时间滑下.已 知杆的质量为200 kg,消防队员着地的速度不能 大于6 m/s,手和腿对杆的最大压力为1800 N,手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5,设 当地的重力加速度 g=10 m/s2.假设杆是固定在地面上的,杆在水平方向不移动.试求: (1)消防队员下滑过程中的最大速度; (2)消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力; (3)消防队员下滑的最短的时间.
(15分)如图9所示,一辆卡车后面用轻绳拖着质量为m的物体A,A与地面的摩擦不计. 图9 (1)当卡车以a1=g的加速度运动时,绳的拉力为mg,则A对地面的压力为多大? (2)当卡车的加速度a2=g时,绳的拉力为多大?
(15分)一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,在杆上套着一 个环,箱与杆的质量为M,环的质量为m,如图8所示.已知环沿杆匀加 速下滑时,环与杆间的摩擦力大小为Ff,则此时箱对地面的压力大小为 多少?