(15分)一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重。一个可乘十多个人的环形座舱套装在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下。落到一定位置时,制动系统启动,到地面时刚好停下。已知座舱开始下落时的高度为75m,当落到离地面30m的位置时开始制动,座舱均匀减速。重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。⑴求座舱下落的最大速度;⑵求座舱下落的总时间;⑶若座舱中某人用手托着重30N的铅球,求座舱下落过程中球对手的压力。
(10分)如图所示,质量为m的物体从倾角为θ的斜面上的A点以速度v0 沿斜面上滑,由于μmgcosθ<mgsinθ,所以它滑到最高点后又滑下来,当它下 滑到B点时,速度大小恰好也是v0,设物体与斜面间的动摩擦因数为μ,求AB间的距离.图13
(12分)(2010·连云港模拟)如图所示,B是质量为2m、半径为R的光滑半球形碗,放在光滑的水平桌面上.A是质量为m的细长直杆,光滑套管D被固定,A可以自由上下运动,物块C的质量为m,紧靠半球形碗放置.初始时,A杆被握住,使其下端正好与碗的半球面的上边缘接触(如图).然后从静止开始释放A,A、B、C便开始运动.求:图9 (1)长直杆的下端运动到碗的最低点时,长直杆竖直方向的速度和B、C水平方向的速度; (2)运动的过程中,长直杆的下端能上升到的最高点距离半球形碗底部的高度.
(11分)一组数据显示:世界煤炭的储量还能烧200多年,我国煤炭的储量还能烧70多年;世界天然气的储量还能用50多年,我国天然气的储量还能用20年;世界石油的储量还能用40多年,我国现有的石油储量用不到20年.因此,新型清洁能源的开发利用成为人类的重点课题.风能作为一种清洁能源,对环境的破坏小,可再生,将成为人类未来大规模应用的能源之一.假设某地区的平均风速是6.0 m/s,已知空气密度是1.2 kg/m3,此地有一风车,它的车叶转动时可以形成半径为20 m的圆面,假如这个风车能将此圆面内10%的气流的动能转变为电能.问: (1)在圆面内,每秒冲击风车车叶的气流的动能是多少? (2)这个风车平均每秒内发出的电能是多少?
.(14分)(2010·淮安模拟)如图所示,半径为R的四分之一圆弧形支架竖直放置,圆弧边缘C处有一小定滑轮,绳子不可伸长,不计一切摩擦,开始时,m1、m2两球静止,且m1>m2,试求: (1)m1释放后沿圆弧滑至最低点A时的速度. (2)为使m1能到达A点,m1与m2之间必须满足什么关系. (3)若A点离地高度为2R,m1滑到A点时绳子突然断开,则m1落地点离A点的水平距离是多少?图10
(12分)如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点.试求:图9 (1)弹簧开始时的弹性势能; (2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功; (3)物体离开C点后落回水平面时的动能.