如图14所示,斜面的倾角,斜面顶端离地面高为,轻弹簧左端固定,右端恰在斜面底端处,弹簧的劲度系数为,小滑块的质量为,滑块与斜面间的动摩擦因数为,水平面光滑。滑块从斜面的顶端由静止释放,忽略滑块达斜面底端时速度大小的变化,弹簧始终在弹性限度内。(,。)求:(1)滑块第一次达斜面底端时的速度。(2)弹簧的最大形变量。(3)从开始下滑到最终静止滑块沿斜面运动的总路程。
(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15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.
(10分)如图14所示,轻杆BC的C点用光滑铰链与墙壁固定,杆的B点通过水平细绳AB使杆与竖直墙壁保持30°的夹角.若在B点悬挂一个定滑轮(不计重力),某人用它匀速地提起重物.已知重物的质量m=30 kg,人的质量M=50 kg,g取10 m/s2.试求: (1)此时地面对人的支持力的大小; (2)轻杆BC和绳AB所受力的大小.
(15分)(2010·广州模拟)鸵鸟是当今世界上最大的鸟,有人说,如果鸵鸟能长出一副与身材大小成比例的翅膀,就能飞起来.生物学研究的结论指出:鸟的质量与鸟的体长立方成正比.鸟扇动翅膀,获得向上的升力的大小可以表示为F=cSv2,式中S是翅膀展开后的面积,v为鸟的运动速度,c是比例常数.我们不妨以燕子和鸵鸟为例,假设鸵鸟能长出和燕子同样比例的大翅膀,已知燕子的最小飞行速度是5.5 m/s,鸵鸟的最大奔跑速度为22 m/s,又测得鸵鸟的体长是燕子的25倍,试分析鸵鸟能飞起来吗?
(15分)在倾角α=37°的斜面上,一条质量不计的皮带一端固定在斜面上端,另一端绕过一质量m=3 kg、中间有一圈凹槽的圆柱体,并用与斜面夹角β=37°的力F拉住,使整个装置处于静止状态,如图11所示.不计一切摩擦,求拉力F和斜面对圆柱体的弹力FN的大小.(g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8) 某同学分析过程如下: 将拉力F沿斜面和垂直于斜面方向进行分解. 沿斜面方向:Fcosβ=mgsinα 垂直于斜面方向:Fsinβ+FN=mgcosα 问:你认为上述分析过程正确吗?若正确,按照这种分析方法求出F及FN的大小; 若不正确,指明错误之处并求出认为正确的结果.