由于地球自转的影响,地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同:若地球表面两极处的重力加速度大小为g0,在赤道处的重力加速度大小为g,地球自转的周期为r,引力常量为G,地球可视为质量均匀分布的球体.求:(1)地球半径R;(2)地球的平均密度;(3)若地球自转速度加快,当赤道上的物体恰好能“飘”起来时,求地球自转周期T'.
(12分)如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1 kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=2 m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3 kg的长木板.已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3,圆弧轨道的半径为R=0.4 m,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=60°,不计空气阻力,g取10 m/s2.求:(1)小球到达C点时的速度(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;(3)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少多大?
如图,一质量m=1×10-6kg,带电量q= -2×10-8C的微粒以初速度v0竖直向上从A点射入一水平向右的匀强电场,当微粒运动到比A高2cm的B点时速度大小也是v0,但方向水平,且AB两点的连线与水平方向的夹角为45º,g取10m/s2,求: (1)AB两点间的电势差UAB; (2)匀强电场的场强E的大小。
如图所示,轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上,A距离水平地面高H=0.75 m,C距离水平地面高h=0.45 m.一质量m=0.10 kg的小物块自A点从静止开始下滑,从C点以水平速度飞出后落在水平地面上的D点.现测得C、D两点的水平距离为l=0.60 m.不计空气阻力,取g=10 m/s2.求:(1)小物块从C点飞出时速度的大小;(2)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功.
如图所示,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO’匀速转动,在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道,与转轴交于O’点。一质量m=1kg的小车(可视为质点)可沿轨道运动,现对其施加一水平拉力F=4N,使其从O’左侧2m处由静止开始沿轨道向右运动。当小车运动到O’点时,从小车上自由释放一小球,此时圆盘的半径OA正好与轨道平行,且A点在O的右侧。小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2。(1)若小球刚好落到A点,求小车运动到O’点的速度大小;(2)为使小球刚好落在A点,圆盘转动的角速度应为多大?(3)为使小球能落到圆盘上,小车在水平拉力F作用时运动的距离范围应为多大?
摩天大楼中一部直通高层的客运电梯,行程超过百米。电梯的简化模型如图1所示。考虑安全、舒适、省时等因素,电梯的加速度a随时间t变化的。已知电梯在t=0时由静止开始上升,a-t图如图2所示。电梯总质量m=2.0´103kg。忽略一切阻力,重力加速度g取10m/s2。 (1)求电梯在上升过程中受到的最大拉力F1和最小拉力F2; (2)类比是一种常用的研究方法。对于直线运动,教科书中讲解由v-t图像求位移的方法。请你借鉴此方法,对比加速度和速度的定义,根据图2所示a-t图像,求电梯在第1s内速度改变量Dv1和第2s的速率v2; (3)求电梯以最大速率上升时,拉力做功的功率P;再求在0-11s时间内,拉力和重力对电梯所做的总功W。