(10分)如图所示,半径为R的四分之一圆弧轨道放在水平面上,且圆弧上端切线竖直,下端与水平面平滑相切。另有一质量为m的小球以速度冲上圆弧轨道,已知圆弧轨道的质量M=3m,不计摩擦和空气阻力,求:(1)小球冲出圆弧轨道后能继续上升的最大高度h=?(2)在小球上升h的过程中圆弧轨道移动的距离S=?
一质量m=2kg的小球从光滑斜面上高h=3.5m处由静止滑下,斜面底端紧接着一个半径R=1m的光滑圆环,如图,求:(g=10m/s2)(1)小球滑至圆环顶点时对环的压力;(2)小球至少应从多高处静止滑下才能越过圆环顶点.
宇宙中两颗相距较近的天体组成双星系统,它们在相互之间的万有引力作用下,以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动.现已知两者的质量分别为m1、m2,二者相距为L,万有引力常量为G,求:(1)两天体做匀速圆周运动的轨道半径r1、r2;(2)它们运动的周期T.
如图所示,质量为m=1kg的物体在与水平方向成α=37°的拉力F=10N的作用下,在动摩擦因数为μ=0.2的水平面上发生了一段位移x=2m,求:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)拉力F做的功;(2)摩擦力做的功.
如图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置,滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成:水平直轨AB,半径分别为R1 = 1.0m和R2 = 3.0m的弧形轨道,倾斜直轨CD长为L = 6m,AB、CD与两圆形轨道相切,其中倾斜直轨CD部分表面粗糙,动摩擦因数为μ =,其余各部分表面光滑。一质量为m = 2kg的滑环(套在滑轨上),从AB的中点E处以v0 = 10m/s的初速度水平向右运动。已知θ = 37°,(g取10m/s2)求:(1)滑环第一次通过O2的最低点F处时对轨道的压力;(2)滑环通过O1最高点A的次数;(3)滑环在CD段所通过的总路程。
如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,有一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R。一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动。要求物块能通过圆形轨道最高点,且在该最高点与轨道间的压力不能超过4mg(g为重力加速度)。求物块初始位置相对圆形轨道底部的高度h的取值范围。