过山车是游乐场中常见的设施。图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,、、分别是三个圆形轨道的最低点,、间距与、间距相等,半径、。一个质量为g的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以的初速度沿轨道向右运动,、间距。小球与水平轨道间的动摩擦因数,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取,计算结果保留小数点后一位数字。试求
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道,、间距应是多少;
(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径应满足的条件;小球最终停留点与起点的距离。
如图所示,一个水平放置的圆桶绕轴匀速转动,转动角速度="2.5" rad/s,桶壁上P处有一圆孔,桶璧很薄,桶的半径R=2m。当圆孔运动到桶的上方时,在圆孔的正上方h=3.2m处有一个小球由静止开始下落,已知圆孔的半径略大于小球的半径。试通过计算判断小球是否和圆桶碰撞(不考虑空气阻力,g=10)
如图所示,内半径为R的光滑圆轨道竖直放置,长度比2R稍小的轻质杆两端各固定一个可视为质点的小球A和B,把轻杆水平放入圆形轨道内,若mA=2m、mB=m,重力加速度为g,现由静止释放两球使其沿圆轨道内壁滑动,当轻杆到达竖直位置时,求:
A、B两球的速度大小;
A球对轨道的压力;
某球形天体的密度为ρ0,引力常量为G.
证明对环绕密度相同的球形天体表面运行的卫星,运动周期与天体的大小无关.(球的体积公式为,其中R为球半径)
若球形天体的半径为R,自转的角速度为,表面周围空间充满厚度(小于同步卫星距天体表面的高度)、密度ρ=的均匀介质,试求同步卫星距天体表面的高度.
如图所示,xoy为竖直平面内的一个直角坐标系,y为竖直方向,OA为竖直平面内的光滑抛物线轨道,其方程为: (式中x、y的单位均是国际单位m),将一个质量为m的光滑小环穿在此轨道上,从O点由静止状态沿着此轨道下滑,P是抛物线轨道上的一点,已知O和P两点连线与竖直方向的夹角为45°,求小环通过P点时的速度大小和方向.(重力加速度g=10m/s2)
如图所示,一个质量为m的小球由两根细绳拴在竖直转轴上的A、B两处,AB间距为L,A处绳长为L,B处绳长为L,两根绳能承受的最大拉力均为2mg,转轴带动小球转动。则:
当B处绳子刚好被拉直时,小球的线速度v多大?
为不拉断细绳,转轴转动的最大角速度多大?
若先剪断B处绳子,让转轴带动小球转动,使绳子与转轴的夹角从45°开始,直至小球能在最高位置作匀速圆周运动,则在这一过程中,小球机械能的变化为多大?
某行星自转一周所需时间为地球上的6h,在这行星上用弹簧秤测某物体的重量,在该行量赤道上称物重是两极时测得读数的90%,已知万有引力恒量G=6.67×10-11N·m2/kg2,若该行星能看做球体,则它的平均密度为多少?
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.
如图10所示,一个弹簧台秤的秤盘和弹簧质量均不计,盘内放一个质量的静止物体P,弹簧的劲度系数。现施加给P一个竖直向上的拉力F,使P从静止开始向上做匀加速运动。已知在头0.2s内F是变力,在0.2s以后,F是恒力,取,求拉力F的最大值和最小值。
如图9所示,在倾角为的长斜面上有一带风帆的滑块,从静止开始沿斜面下滑,滑块质量为m,它与斜面间的动摩擦因数为,帆受到的空气阻力与滑块下滑速度的大小成正比,即。
写出滑块下滑加速度的表达式。
写出滑块下滑的最大速度的表达式。
若,从静止下滑的速度图象如图所示的曲线,图中直线是t=0时的速度图线的切线,由此求出和k的值。
如图8所示,A、B两个物体靠在一起放在光滑水平面上,它们的质量分别为。今用水平力推A,用水平力拉B,和随时间变化的关系是。求从t=0到A、B脱离,它们的位移是多少?
如图7所示,传送带AB段是水平的,长20 m,传送带上各点相对地面的速度大小是2 m/s,某物块与传送带间的动摩擦因数为0.1。现将该物块轻轻地放在传送带上的A点后,经过多长时间到达B点?(g取)
如图所示,实线是某时刻的波形图像,虚线是0.2s后的波形图。
若波向左传播,求波传播的可能距离
若波向右传播,求波的最大周期
若波速为35m/s,求波的传播方向
如图16所示为一列简谐波在t1=0时刻的图象。此时波中质点M的运动方向沿y轴负方向,且到t2=0.55s质点M恰好第3次到达y轴正方向最大位移处。试求:
此波向什么方向传播?
波速是多大?
从t1=0至t3=1.2s,波中质点N运动的路程和相对于平衡位置的位移分别是多少?