如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2的光滑1/4圆形轨道,BC段为高为h=5的竖直轨道,CD段为水平轨道。一质量为0.1的小球由A点从静止开始下滑到B点时速度的大小为2/s,离开B点做平抛运动(g取10/s2),求:①小球离开B点后,在CD轨道上的落地点到C的水平距离;②小球到达B点时对圆形轨道的压力大小?③如果在BCD轨道上放置一个倾角=45°的斜面(如图中虚线所示),那么小球离开B点后能否落到斜面上?如果能,求它第一次落在斜面上的位置。
.(15分)如图所示,质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上,P、Q之间的动摩擦因数为μ1,Q与斜面间的动摩擦因数为μ2(μ1>μ2).当它们从静止开始沿斜面滑下时,两物体始终保持相对静止,则物体P受到的摩擦力大小为多少?
(14分)如图所示,光滑匀质圆球的直径d=40 cm,质量为M=20 kg,悬线长L=30 cm,正方形物块A的厚度b=10 cm,质量为m=2 kg,物块A与墙之间的动摩擦因数μ=0.2.现将物块A轻放于球和墙之间后放手,取g=10 m/s2,求: (1)墙对A的摩擦力为多大? (2)施加一个与墙面平行的外力于物体A上,使物体A在未脱离圆球前贴着墙 沿水平方向做加速度a=5 m/s2的匀加速直线运动,那么这个外力的大小和方 向如何?
.(12分)雨滴接近地面的过程可以看做匀速直线运动,此时雨滴的速度称为收尾速度.某同学在一本资料上看到,雨滴的收尾速度v与雨滴的半径r成正比,由此该同学对雨滴运动中所受的阻力F作了如下几种假设: (1)阻力只与雨滴的半径成正比,即F=kr(k为常数). (2)阻力只与速度的平方成正比,即F=kv2(k为常数). (3)阻力与速度的平方和半径的乘积成正比,即F=krv2(k为常数). 你认为哪种假设能够解释雨滴收尾速度与半径成正比这一关系?请写出推导过程.
.(12分)如图所示,光滑小圆环A吊着一个重为G1的砝码套在另一个竖直放置的大圆环上,今有一细绳拴在小圆环A上,另一端跨过固定在大圆环最高点B处的一个小滑轮后吊着一个重为G2的砝码,如果不计小环、滑轮、绳子的重量大小.绳子又不可伸长,求平衡时弦AB所对的圆心角θ.
(14分)消防队员为缩短下楼的时间,往往抱着竖直的杆直接滑下.假设一名质量为60 kg、 训练有素的消防队员从七楼(即离地面18 m的高度)抱着竖直的杆以最短的时间滑下.已 知杆的质量为200 kg,消防队员着地的速度不能 大于6 m/s,手和腿对杆的最大压力为1800 N,手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5,设 当地的重力加速度 g=10 m/s2.假设杆是固定在地面上的,杆在水平方向不移动.试求: (1)消防队员下滑过程中的最大速度; (2)消防队员下滑过程中杆对地面的最大压力; (3)消防队员下滑的最短的时间.