高中物理自由振动和受迫振动综合题

一跳水运动员从离水面10m高的平台上跃起，举双臂直立身体离开台面，此时中心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计）从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是多少？（g取10m/s²结果保留两位数字）

一根长L=1m的铁索从楼顶自由下落，则此铁索经过楼顶下距楼顶h=5m的A点，需时间为多少？（g取）

后来人们由此得出了重力势能E_P（今天所说的重力势能）转换为动能E_K的规律。离如今的41年前，有人根据爱因斯坦的思想，用光子作“落体”，在塔上做竖直下“抛”实验，发现在重力场中运动着的光子同样遵循③。
（1）已知光子的质量m=E_K/c²=hγ/c²，如果从高度为H的塔顶竖直向下发射的光子频率为γ₀，那么当光子到达塔底时，其频率γ变为多少？在此过程中，光子的颜色是向红端移动还是向紫端移动？
（2）如果从质量为M、半径为R的天体表面沿径向向外辐射出频率为γ₀的光子，那么该光子到达无穷远处时频率变为多少？（提示：以无穷远处为零势能点，质量为m的质点在上述天体表面的引力势能为E_P=-GMm/R）
（3）如果定义上述天体由万有引力造成的光子频率的红移量，那么请写出天体质量与半径的比（M/R）跟引力红移（z）的关系式。
（4）已知太阳的引力红移z_日=2×10^-6，半径为R_日；天狼星的伴星（一颗白矮星）的引力红移z=3×10^-4，半径为R=0.0073R_日。求这颗星的密度是太阳密度的多少倍？（要求小数点后仅保留一位有效数字）。

如图所示，是古代的一种游戏装置，BCDE是一根粗细均匀、竖直放置的弯管，BCD为粗糙程度相同的半圆，DE为光滑的四分之一圆管，半径均为R=0.4m。B、O₁、D、O₂、P均在同一水平条直线上，P处有一小的空洞，它距O₂的距离L=0.4m。质量m=0.5kg、直径稍小于圆管内径的小球从距B点正上方H=2.5m的A处自由下落，到达C处时的速度V=6m/s，并继续运动到管的最高点E处，飞出后恰能进入空洞P。g=10m/s²。
（1）若小球到达C处时与管壁间的摩擦力F_f=25N，则球与管壁间的动摩擦因数为多少？
（2）小球从B点运动到E点的过程中克服摩擦所做的功为多少？
（3）若将小球到达E处时的速度计为V_E ，现让小球仍以V_E的大小再次从E处水平向右返回管中，请分析说明它能否越过C点？

如图所示，用长为L不可伸长的细线连结质量为m的小球，绳的O端固定，另用细线AB将小球拉起使细线OA与水平成30°角．现将AB线从A处剪断．
求:（1）剪断细线AB的瞬间小球的加速度；
（2）求剪断细线AB后小球下落至OA在水平线下方的对称位置OA^/时的速度大小和方向
（3）求小球落到最低点时细线L中的拉力大小．

①他知道如果直接跳下来，他可能会摔跤。为什么？所以他下来时用力往前推自行车，这样他下车时水平速度是零。
②计算男孩下车的一刻女孩和自行车的速度。
③把男孩看成质点，质点离地高度为1.25m，坐在
车上时质点在后轮轴心的正上方，求男孩着地时他与
后轮轴心间的水平距离；
④计算自行车和两个孩子整个系统的动能在男孩下车前后的值。如有不同，请解释。

如图所示，长L=1.5m，高h=0．45m，质量M=10kg的长方体木箱，在水平面上向右做直线运动。当木箱的速度=3．6m／s时，对木箱施加一个方向水平向左的恒力F=50N，并同时将一个质量m=lkg的小球轻放在距木箱右端的P点(小球可视为质点，放在P点时相对于地面的速度为零)，经过一段时间，小球脱离木箱落到地面．木箱与地面的动摩擦因数为0．2，而小球与木箱之间的摩擦不计．取g=10m／s²求： 
    (1)小球从离开木箱开始至落到地面所用的时间；
    (2)小球放上P点后，木箱向右运动的最大位移；
(3)小球离开木箱时木箱的速度．

（1）小球到达玻璃管口时的速度；
（2）从玻璃管开始运动到小球再次回到玻璃管底所用的时间．

如图16所示，是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴匀速转动，以经过水平向右的方向作为轴的正方向．在圆心正上方距盘面高为处有一个正在间断滴水的容器，在时刻开始随传送带沿与轴平行的方向做匀速直线运动，速度大小为v。已知容器在时滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面上时再滴一滴水．求：
（1）每一滴水经多长时间滴落到盘面上；
（2）要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一条直线上，圆盘转动的最小角速度；
（3）第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的最大距离；

(1) 运动员展开伞时，离地面的高度h至少多少?
(2) 运动员在空中的最短时间是多少?

石块A自塔顶自由落下m米时,石块B自离塔顶n米处自由落下,不计空气阻力,若两石块同时到达地面,则塔高为多少米?

如图所示,长为L的细杆AB,从静止开始竖直落下,求它全部通过距下端h处的P点所用时间是多少?

如图所示，M是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆心的竖直轴匀速转动，以经过O水平向右的方向作为x轴的正方向。在圆心O正上方距盘面高为h处有一个正在间断滴水的容器，在t=0时刻开始随传送带沿与x轴平行的方向做匀速直线运动，速度大小为v。已知容器在t=0时滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好落到盘面上时再滴一滴水。问：

（1）每一滴水经多长时间滴落到盘面上?
（2）要使每一滴水在盘面上的落点都位于一条直线上，圆盘转动的最小角速度ω。
（3）第二滴水与第三滴水在盘面上的落点间的最大距离s。

一小球从楼顶边沿处自由下落，在到达地面前最后一秒内通过的位移是楼高的9/25，求楼高．[3]

如图所示，离地面足够高处有一竖直的空管，质量为，管长为
24m， M、N为空管的上、下两端，空管受到16N竖直向上的拉力作用，由静止开
始竖直向下做加速运动，同时在M处一个大小不计的小球沿管的轴线竖直上抛，小球
只受重力，取g=10m/s2.求：
若小球上抛的初速度为10m/s，经过多长时间从管的N端穿处.
若此空管的N端距离地面64m高，欲使在空管到达地面时小球必须落到管内，
在其他条件不变的前提下，求小球的初速度大小的范围.