如图是检验某种防护罩承受冲击能力的装置,MN为半径、固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平。PQ为待检验的固定曲面,该曲面为在竖直面内截面半径的圆弧,圆弧下端切线水平且圆心恰好位于MN轨道的上端点N,M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量的小钢珠,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过N点,水平飞出后落到PQ上的S点,取g =10m/s2。求:(1)小球到达N点时速度的大小;(2)发射该钢珠前,弹簧的弹性势能的大小;(3)钢珠落到圆弧PQ上S点时速度的大小。
高空遥感探测卫星在距地球表面高为h处绕地球转动,如果地球质量为M,地球半径为R,人造卫星质量为m,万有引力常量为G,求:(1)人造卫星的角速度多大?(2)人造卫星绕地球转动的周期是多少?(3)人造卫星的向心加速度多大?
如图所示,半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A。一质量m=0.10kg的小球,以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动,运动4.0m后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C点。求A.C间的距离(取重力加速度g=10m/s2)。
如图所示,两物体的质量分别为M和m(M > m),用细绳连接后跨接在半径为R的固定光滑半圆柱体上(离地面有足够高的距离),两物体刚好位于其水平直径的两端,释放后它们由静止开始运动。求:(1)m在最高点时的速度大小;(2)当m与M的比值为多少时,m对圆柱体顶端的压力为零。
如图所示是我国某优秀跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿。跳台距水面高度为10 m,此时她恰好到达最高位置,估计此时她的重心离跳台台面的高度为1 m。当她下降到手触及水面时要伸直双臂做一个翻掌压水花的动作,这时她的重心离水面也是1 m.,g取10 m/s2,求:(1) 从最高点到手触及水面的过程中,其重心的运动可以看作是自由落体运动,她在空中完成一系列动作可利用的时间为多长?(2) 忽略运动员进入水面过程中受力的变化,入水之后,她的重心能下沉到离水面约2.5 m处,试估算水对她的平均阻力约是她自身重力的几倍?
如图所示,PQ、MN两极板间存在匀强电场,MN极板右侧的长为,宽为的虚线区域内有垂直纸面的匀强磁场B。现有一初速度为零、带电量为q、质量为m的离子(不计重力)从PQ极板出发,经电场加速后,从MN上的小孔A垂直进入磁场区域,并从NF边界上某点垂直于虚线边界射出。求:(1)匀强磁场的方向;(2)PQ、MN两极板间电势差U;(3)若带点粒子能从NF边界射出,则PQ、MN两极板间电势差的范围是多少?