某一长直的赛道上,有一两F1赛车前方200m有一安全车正以10m/s的速度匀速前进,此时赛车从静止出发以的加速度追赶,试求:(1)赛车出发3s末瞬时速度大小?(2)赛车追上安全车之前两车相距的最远距离是多少?
(15分)如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环,棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k>1),断开轻绳,棒和环自由下落,假设棒足够长,与地面发生碰撞时,触地时间极短,无动能损失,棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计,求:⑴棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环的加速度;⑵棒与地面第二次碰撞前的瞬时速度;⑶从断开轻绳到棒和环都静止,摩擦力对棒和环做的功分别是多少?
(15分)某校举行托乒乓球跑步比赛,赛道为水平直道,比赛距离为s,比赛时,某同学将球置于球拍中心,以大小为a的加速度从静止开始做匀加速直线运动,当速度达到v0时,再以v0做匀速直线运动跑至终点,整个过程中球一直保持在球拍中心不动,比赛中,该同学在匀速直线运动阶段保持球拍的倾角为θ0,如图所示,设球在运动中受到空气阻力大小与其速度大小成正比,方向与运动方向相反,不计球与球拍之间的摩擦,球的质量为m,重力加速度为g。求:⑴空气阻力大小与球速大小的比例系数k;⑵加速跑阶段球拍倾角θ随速度v变化的关系式;⑶整个匀速跑阶段,若该同学速度仍为v0,而球拍的倾角比θ0大了β并保持不变,不计球在球拍上的移动引起的空气阻力变化,为保证到达终点前球不从球拍上距离中心为r的下边沿掉落,求β应满足的条件。
(15分)如图所示,水平向左的匀强电场中,用长为l的绝缘轻质细绳悬挂一小球,小球质量为m,带电量为+q,将小球拉至竖直位置最低位置A点处无初速释放,小球将向左摆动,细线向左偏离竖直方向的最大角度θ=74°。⑴求电场强度的大小E;⑵求小球向左摆动的过程中,对细线拉力的最大值;⑶若从A点处释放小球时,给小球一个水平向左的初速度v0,则为保证小球在运动过程中,细线不会松弛,v0的大小应满足什么条件?
(12分)中国自行研制,具有完全自主知识产权的“神舟号”飞船,目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术,其发射过程简化如下:飞船在酒泉卫星发射中心发射,由长征运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上,A点距地面的高度为h1,飞船飞行五周后进行变轨,进入预定圆轨道,如图所示,设飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t,若已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R,求:⑴地球的平均密度是多少;⑵飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小;⑶椭圆轨道远地点B距地面的高度。
(12分)如图所示,跳台滑雪运动中,运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出,经过t=3.0s落到斜坡上的A点,已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角为θ=37°,运动员的质量为m=50kg,不计空气阻力,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,求:⑴A点与O点间的距离L;⑵运动员离开O点时的速率v0;⑶运动员落到A点时的速度v。