在离地80 m处无初速释放一小球,小球质量为m="200" g,不计空气阻力,g取10 m/s2,取最高点所在水平面为零势能参考面.求:
(1)在第2 s末小球的重力势能
(2)在第3 s内重力所做的功,重力势能的变化.
在“极限”运动会中,有一个在钢索桥上的比赛项目。如图所示,总长为L的均匀粗钢丝绳固定在等高的A、B处,钢丝绳最低点与固定点A、B的高度差为H,动滑轮起点在A处,并可沿钢丝绳滑动,钢丝绳最低点距离水面也为H。若质量为m的人抓住滑轮下方的挂钩由A点静止滑下,最远能到达右侧C点,C、B间钢丝绳相距为L/10,高度差为H/3。参赛者在运动过程中视为质点,滑轮受到的阻力大小可认为不变,且克服阻力所做的功与滑过的路程成正比,不计参赛者在运动中受到的空气阻力、滑轮(含挂钩)的质量和大小,不考虑钢索桥的摆动及形变。重力加速度为g。求:
(1)滑轮受到的阻力大小;
(2)某次比赛规定参赛者须在钢丝绳最低点松开挂钩并落到与钢丝绳最低点水平相距为、宽度为,厚度不计的海绵垫子上。若参赛者由A点静止滑下,会落在海绵垫子左侧的水中。为了能落到海绵垫子上,参赛者在A点抓住挂钩时应具有初动能的范围。
从离地面80m高的空中自由落下一个小球,g取10m/s2,求:
(1)小球第2s末的速度是多少?
(2) 小球最后1s内通过的高度是多少?
小球A从离地45m高处从静止开始自由下落,同时B球以初速度v0=20m/s从地面竖直向上抛出,A和B不在同一竖直线上运动,A和B落地后都不反弹,不计空气阻力,g取10m/s2,求:
(1)从A开始下落到A和B在空中处于同一水平高度所需的时间;
(2)当A落地时,B离地高度和速度;
(3)若要使两球在B球下降过程中相遇(即处于同一水平高度),则v0应满足什么条件?
跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后先做自由落体运动,当距离地面 104m时打开降落伞,伞张开后运动员就以12 m/s2的加速度做匀减速运动,到达地面时速度为2 m/s,问:
(1) 刚打开降落伞时运动员的速度为多少?
(2) 运动员离开飞机时距地面的高度为多少?
(3)离开飞机后,经过多少时间才能到达地面?(g="10" m/s)
擦黑板同学们都经历过,手拿黑板擦在竖直的黑板面上,或上下或左右使黑板擦与黑板之间进行滑动摩擦,将黑板上的粉笔字擦干净。已知黑板的规格为4.5×1.5m2,黑板的下边沿离地的髙度为0.8m,若黑板擦(可视为质点)的质量为0.1kg, 现假定某同学用力将黑板擦在黑板表面缓慢竖直向上擦黑板,当手臂对黑板擦的作用力 F与黑板面所成角度为θ(θ= 53°时,F=5N。(取g=10m/s2,sin53°=0.8)
(1)求黑板擦与黑板间的摩擦因数μ。
(2)当他擦到离地最大高度2.05m时,黑板擦意外脱手沿黑板面竖直向下滑落,求黑板擦砸到黑板下边沿前瞬间的速度v的大小。
某地“欢乐谷”大型的游乐性主题公园,园内有一种大型游戏机叫“跳楼机”.让人体验短暂的“完全失重”,非常刺激.参加游戏的游客被安全带固定在座椅上,由电动机将座椅沿光滑的竖直轨道提升到离地面50m高处,然后由静止释放.为研究方便,认为人与座椅沿轨道做自由落体运动2s后,开始受到恒定阻力而立即做匀减速运动,且下落到离地面5m高处时速度刚好减小到零.然后再让座椅以相当缓慢的速度稳稳下落,将游客送回地面.(取g=10m/s2)
求:(1)座椅在自由下落结束时刻的速度是多大?
(2)在匀减速阶段,座椅对游客的作用力大小是游客体重的多少倍?
跳伞运动员做低空跳伞表演,他离开飞机后先做自由落体运动,当距离地面 125 m时打开降落伞,伞张开后运动员就以14.3 m/s2的加速度做匀减速运动,到达地面时速度为5 m/s,问:
(1)运动员离开飞机时距地面的高度为多少?
(2)离开飞机后,经过多少时间才能到达地面?(g="10" m/s2)
如图甲所示,小球A从水平地面上P点的正上方h=1.8m处自由释放,与此同时,在P点左侧水平地面上的物体B在水平拉力的作用下从静止开始向右运动,B运动的v﹣t图象如图乙所示,且AB两物体均可看做质点,不考虑A球的反弹,g取10m/s2.求:
(1)小球A下落至地面所需的时间t;
(2)要使A、B两物体能够同时到达P点,求物体B的初始位置与P点的距离s.
在一次低空跳伞演练中,当直升机悬停在离地面224m高处时,伞兵离开飞机做自由落体运动。运动一段时间后,打开降落伞,展伞后伞兵以12.5 m/s2的加速度匀减速下降。为了伞兵的安全,要求伞兵落地速度最大不得超过5 m/s。(g取9.8m/s2)求:
(1)伞兵展伞时,离地面的高度至少为多少?着地时相当于从多高处自由落下?
(2)伞兵在空中运动的最短时间为多少?
比萨斜塔是世界建筑史上的一大奇迹.如图所示,已知斜塔第一层离地面的高度h1=6.8m,为了测量塔的总高度,在塔顶无初速度释放一个小球,小球经过第一层到达地面的时间t1=0.2s,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力.
(1)求斜塔离地面的总高度h;
(2)求小球从塔顶落到地面过程中的平均速度.
跳伞运动是当前比较流行挑战极限的运动之一,尤其是低空跳伞,其危险性比高空跳伞还要高,由于距离有限,打开伞包的时间一般只有几秒钟,很难在空中调整姿势和动作.跳伞运动员到达地面时的安全速度v0=4m/s.若跳伞运动员H=476m高空离开飞机,做自由下落,下落一段高度h1后才打开伞,开伞后以2m/s2的加速度匀减速竖直下落,到达地面恰好达到安全速度v0.(取g=10m/s2),求:
(1)运动员到达地面时安全速度相当于他从多高处h0自由下落?
(2)在空中自由下落的距离h1?
(3)运动员离开飞机后,经过多长时间才能到达地面?
打开水龙头,水顺流而下,仔细观察将会发现连续的水流柱的直径在流下的过程中,是逐渐减小的(即上粗下细),设水龙头出口处半径为1cm,安装在离接水盆75cm高处,如果测得水在出口处的速度大小为1m/s,g=10m/s2,则水流柱落到盆中的直径为多少厘米?
如图所示,在距水平地面高h1=1.2m的光滑水平台面上,一个质量m=1kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住,储存了一定量的弹性势能Ep.现打开锁扣K,物块与弹簧分离后将以一定的水平速度v1向右滑离平台,并恰好从B点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道BC.已知B点距水平地面的高h2=0.6m,圆弧轨道BC的圆心O与水平台面等高,C点的切线水平,并与水平地面上长为L=2.8m的粗糙直轨道CD平滑连接,小物块沿轨道BCD运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞,重力加速度g=10m/s2,空气阻力忽略不计.试求:
(1)小物块由A到B的运动时间;
(2)压缩的弹簧在被锁扣K锁住时所储存的弹性势能Ep.
如图所示是静电分选器的原理示意图,将磷酸盐和石英的混合颗粒由传送带送至两个竖直的带电平行板上方,颗粒经漏斗从电场区域中央处开始下落,经分选后的颗粒分别装入A、B桶中,混合颗粒离开漏斗进入电场时磷酸盐颗粒带正电,石英颗粒带负电,所有颗粒所带的电量与质量之比均为10-5 C/kg.若已知两板间的距离为10 cm,两板的竖直高度为50 cm.设颗粒进入电场时的初速度为零,颗粒间相互作用不计.如果要求两种颗粒离开两极板间的电场区域时有最大的偏转量且又恰好不接触到极板.
(1)两极板间所加的电压应多大?
(2)若带电平行板的下端距A、B桶底高度为H=1.3 m,求颗粒落至桶底时速度的大小.(g=10 m/s2)