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?
静止在水平地面上的木箱,质量m=50 kg,木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.4,若用大小为400 N、方向与水平方向成37°角的斜向上的拉力拉木箱从静止开始运动,使木箱能够到达50 m远处,拉力最少做多少功?(cos 37°=0.8,取g=10 m/s2)
如图10所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q,斜面的倾角为,已知该星球半径为R,万有引力常量为G,求 (1)该星球表面的重力加速度 (2)该星球表面的第一宇宙速度V
质量为m=3000kg的汽车在水平公路上行驶,轮胎与路面间的最大静摩擦力为15000N,汽车经过半径为r=80m的弯路时,试问: (1)如果汽车以速度v=36km/h沿弯路行驶,汽车的向心力为多大?是由什么力提供的? (2)为保证汽车不发生侧滑,车速的最大值是多大?
地球绕太阳公转周期和公转轨道半径分别为T和R,月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t和r,试求太阳质量和地球质量的比值。
如图所示,PQ为一固定水平放置的光滑细长杆,质量均为m的两小球A、B穿于其上,两球被穿于杆上的轻弹簧相连.在A、B两球上还系有长度为2L的轻线,在轻线中间系有质量不计的光滑定滑轮E, C、D球质量分别为m和2m,用轻绳连接并跨过定滑轮。释放C、D后,当C、D球运动时轻弹簧长度也为L,已知劲度系数为K,(弹簧在弹性限度内,重力加速度为g)求 (1)C、D球运动时,连接C、D的轻绳中张力T (2)求细杆对A球的弹力FA大小 (3)求弹簧的原始长度?