如图所示,半径为R的3/4圆周轨道固定在竖直平面内,O为圆轨道的圆心,D为圆轨道的最高点,圆轨道内壁光滑,圆轨道右侧的水平面BC与圆心等高。质量为m的小球从离B点高度为h处的A点由静止开始下落,从B点进入圆轨道,小球能通过圆轨道的最高点,并且在最高点对轨道的额压力不超过3mg。现由物理知识推知,小球下落高度h与圆轨道半径R及小球经过D点时的速度vD之间的关系为。(1)求高度h应满足的条件; (2)通过计算说明小球从D点飞出后能否落在水平面BC上,并求落点与B点水平距离的范围。
(8分)荡秋千是大家喜爱的一项体育活动.随着科技的迅速发展,将来的某一天,同学们也许会在其他星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所在星球的质量是M、半径为R,可将人视为质点,秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90°,万有引力常量为G.那么, (1)该星球表面附近的重力加速度g星等于多少? (2)若经过最低位置的速度为v0,你能上升的最大高度是多少?
如果把带电量为C的点电荷从无穷远移至电场中的 A点,需克服电场力做功J。试求: (1)q在A点的电势能和在A点的电势(取无穷远处电势为零)。 (2)q未移入电场前A点的电势是多少?
如图所示,倾角为θ=45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切,切点为B,整个轨道处在竖直平面内。一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为h=3R的D处无初速下滑进入圆环轨道。接着小滑块从圆环最高点C水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O等高的P点,不计空气阻力。求: (1)滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小 (2)滑块与斜轨之间的动摩擦因数
航天宇航员在月球表面完成了如下实验:如图所示,在月球表面固定一竖直光滑圆形轨道,在轨道内的最低点,放一可视为质点的小球,当给小球水平初速度v0时,小球刚好能在竖直面内做完整的圆周运动。已知圆形轨道半径为r,月球的半径为R 。若在月球表面上发射一颗环月卫星,求最小发射速度。
一质量为500 t的机车,以恒定功率375 kW由静止出发,经过5 min速度达到最大值54 km/h,设机车所受阻力f恒定不变,取g=10 m/s2,试求: (1)机车受到的阻力f的大小. (2)机车在这5 min内行驶的路程.