如图,一长木板在光滑的水平面上以速度 v 0 向右做匀速直线运动,将一小滑块无初速地轻放在木板最右端。已知滑块和木板的质量分别为m和2m,它们之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。
(1)滑块相对木板静止时,求它们的共同速度大小;
(2)某时刻木板速度是滑块的2倍,求此时滑块到木板最右端的距离;
(3)若滑块轻放在木板最右端的同时,给木板施加一水平向右的外力,使得木板保持匀速直线运动,直到滑块相对木板静止,求此过程中滑块的运动时间以及外力所做的功。
(15分)(2010·兰州模拟)荡秋千是大家喜爱的一项体育运动.随着科技迅速发展,将来的某一天,同学们也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为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°,引力常量为G.那么: (1)该星球表面附近时重力加速度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?
(14分)在如图11所示的装置中,两个光滑的定滑轮的半径很小,表面粗糙的斜面固定在地面上,斜面的倾角为θ=30°.用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体,把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行,把乙物体悬在空中,并使悬线拉直且偏离竖直方向α=60°.现同时释放甲、乙两物体,乙物体将在竖直平面内振动,当乙物体运动经过最高点和最低点时,甲物体在斜面上均恰好未滑动.已知乙物体的质量为m=1 kg,若取重力加速度g=10 m/s2.试求: (1)乙物体运动经过最高点和最低点时悬绳的拉力大小; (2)甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力.
(12分)随着经济的持续发展,人民生活水平的不断提高,近年来我国私家车数量快速增长,高级和一级公路的建设也正加速进行.为了防止在公路弯道部分由于行车速度过大而发生侧滑,常将弯道部分设计成外高内低的斜面.如果某品牌汽车的质量为m,汽车行驶时弯道部分的半径为r,汽车轮胎与路面的动摩擦因数为μ,路面设计的倾角为θ,如图10所示.(重力加速度g取10 m/s2) (1)为使汽车转弯时不打滑,汽车行驶的最大速度是多少? (2)若取sinθ=,r=60 m,汽车轮胎与雨雪路面的动摩擦因数为μ=0.3,则弯道部分 汽车行驶的最大速度是多少?
(11分)有一种叫“飞椅”的游乐项目,示意图如图9所示,长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为r的水平转盘边缘,转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘以角速度ω匀速转动时,钢绳与转轴在同一竖直平面内,与竖直方向的夹角为θ,不计钢绳的重力,求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系.
(14分)如图7所示,水平屋顶高H=5 m,墙高h=3.2 m,墙到房子的距离L=3 m, 墙外马路宽x=10 m,小球从房顶水平飞出,落在墙外的马路上,求小球 离开房顶时的速度v0的取值范围.(取g=10 m/s2)