如图6—8—30所示,水平转盘的中心有个竖直小圆筒,质量为m的物体A放在转盘上,A到竖直筒中心的距离为r,物体A通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B相连,B与A质量相同,物体A与盘间的最大静摩擦力是压力的μ倍,则转盘转动的角速度在什么范围内,物体A才能随盘转动?
如图所示,用一根长为l=1m的细线,一端系一质量为m=1kg的小球(可视为质点),另一端固定在一光滑锥体顶端,锥面与竖直方向的夹角θ=37°,当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时,细线的张力为T。求(取g=10m/s2,结果可用根式表示):
(1)若要小球离开锥面,则小球的角速度ω0至少为多大?
(2)若细线与竖直方向的夹角为60°,则小球的角速度ω'为多大?
(3)细线的张力T与小球匀速转动的加速度ω有关,请在坐标纸上画出ω的取值范围在0到ω'之间时的T—ω2的图象(要求标明关键点的坐标值)。
如图所示,在以角速度ω=2rad/s匀速转动的水平圆盘上,放一质量m=5kg的滑块,滑块离转轴的距离r=0.2m,滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运动(二者未发生相对滑动).求:
滑块运动的线速度大小;
滑块受到静摩擦力的大小和方向.
“神舟六号”载人飞船在发射初期,宇航员的血液处于超重状态,严重时会产生黑视,甚至危及生命。
(1)假设载人飞船起飞时视为匀加速直线运动,加速度大小为60m/s2,方向竖直向上,两名宇航员在飞船内是躺在水平躺椅上的,则他们对躺椅的压力约为其重力的多少倍?(g=10m/s2)
(2)为了宇航员适应上述情况,必须进行专门的训练。训练的装置是半径为20m的水平坐舱,在电力的驱动下坐舱在水平面内做匀速圆周运动,若让坐舱在运动中的加速度大小为80m/s2,则坐舱每分钟应转动多少圈?(π约取3)
如下图所示,在半径R=20cm、质量M=168kg的均匀铜球中,挖去一球形空穴,空穴的半径为要,并且跟铜球相切,在铜球外有一质量m=1kg、体积可忽略不计的小球,这个小球位于连接铜球球心跟空穴中心的直线上,并且在空穴一边,两球心相距是d=2m,试求它们之间的相互吸引力.
一级方程式汽车大赛中,一辆赛车总质量为m,一个路段的水平转弯半径为R,赛车转此弯时的速度为v,赛车形状都设计得使其上下方空气有一压力差——气动压力,从而增大了对地面的正压力.正压力与摩擦力的比值叫侧向附着系数,以η表示.要上述赛车转弯时不侧滑,则需要多大的气动压力?
如图所示,在光滑的圆锥顶端,用长为L=2m的细绳悬一质量为m=1kg的小球,圆锥顶角为2θ=74°。求:(1)当小球ω=1rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时,细绳上的拉力。(2)当小球以ω=5rad/s的角速度随圆锥体做匀速圆周运动时,细绳上的拉力。
如图所示,在圆柱形屋顶中心天花板O点,挂一根L="3" m的细绳,绳的下端挂一个质量为的小球,已知绳能承受的最大拉力为10 N。小球在水平面内做圆周运动,当速度逐渐增大到绳断裂后,小球以的速度落在墙边。求这个圆柱形房屋的高度和半径。(g取10 m/s2)
游乐场的过山车的运动过程可以抽象为图所示模型。弧形轨道下端与圆轨道相接,使小球从弧形轨道上端A点静止滑下,进入圆轨道后沿圆轨道运动,最后离开。试分析A点离地面的高度h至少要多大,小球才可以顺利通过圆轨道最高点(已知圆轨道的半径为R,不考虑摩擦等阻力)。