如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内,其弯曲部分是由两个半径均为R的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径),轨道底端D点与粗糙的水平地面相切。现一辆玩具小车m以恒定的功率从E点由静止开始出发,经过一段时间t之后,出现了故障,发动机自动关闭,小车在水平地面继续运动并进入“S”形轨道,从轨道的最高点A飞出后,恰好垂直撞在固定斜面B上的C点,C点与下半圆的圆心等高。已知小车与地面之间的动摩擦因数为μ,ED之间的距离为x0,斜面的倾角为30º。求:
(1)小车到达C点时的速度大小为多少?
(2)在A点小车对轨道的压力是多少,方向如何?
(3)小车的恒定功率是多少?
石墨烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化,其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖.用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现.科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换.
(1) 有关地球同步轨道卫星,下列表述正确的是:
A.卫星距离地面的高度大于月球离地面的高度
B.卫星的运行速度小于第一宇宙速度
C.卫星运行时可能经过嘉兴的正上方
D.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度
(2) 若把地球视为质量分布均匀的球体,已知同步卫星绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a1,近地卫星绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a2,地球赤道上的物体做匀速圆周运动的向心加速度大小为a3,地球北极地面附近的重力加速度为g1,地球赤道地面附近的重力加速度为g2,则:
A. a1=g1 B. a2=g1 C. a3=g1 D. g1 -g2=a3
(3)当电梯仓停在距地面高度h=4R的站点时,求仓内质量m=50kg的人对水平地板的压力大小.取地面附近重力加速度g取10m/s2,地球自转角速度ω=7.3×10-5rad/s,地球半径R=6.4×103km.(结果保留三位有效数字)
据报道,一儿童玩耍时不慎从45m高的阳台上无初速掉下,在他刚掉下时恰被楼下的管理人员发现,该人员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底,准备接住儿童。已知管理人员到楼底的距离为18m,为确保安全稳妥的接住儿童,管理人员将尽力节约时间,但又必须保证接儿童时没有水平方向的冲击,不计空气阻力,将儿童和管理人员都看做质点,设管理人员奔跑过程中只做匀速或匀变速运动,g取10m/s2
(1)管理人员至少要用多大的平均速度跑到楼底?
(2)若管理人员在加速或减速过程中的加速度大小相等,且最大速度不超过9m/s,求管理人员奔跑时加速度需满足什么条件?
如图所示:质量为m物体,在外力F的作用下静止在倾角为θ的光滑固定斜面上。
(1)若外力F竖直向上,求外力F的大小。
(2)若外力F水平向右,求外力F的大小。
(3)要使作用于物体的外力F最小,F应该朝哪个方向?此时F的大小是多少?
(A).子弹以300m/s的速度沿直线射向固定的木板,穿过木板的过程视为匀减速运动。若木板厚5cm,射穿第一块木板时速度减小到200m/s,求:
(1)子弹的加速度是多大?
(2)通过计算说明,子弹能否射穿第二块相同的木板?
某位同学在做“探究弹力与弹簧伸长的关系”实验时,所得的数据如下表所示。
钩码个数 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
弹簧长度/cm | 46.3 | 53.1 | 60.0 | 66.9 | 77.5 | 80.3 | 87.1 |
(1)请在所示的坐标纸中画出弹力F与伸长量x的关系图线。(实验中所挂钩码每个50克,g取10m/s2)
(2)弹簧的劲度系数为_________N/m,图象与x轴交点的物理意义是________________________。