一轻质细绳一端系一质量为 m = 0.05 kg 的小球A,另一端套在光滑水平细轴O上,O到小球的距离为 L = 0.1 m,小球与水平地面接触,但无相互作用。在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板,二者之间的水平距离S = 2 m,如图所示。现有一滑块B,质量也为m,从斜面上高度h = 3 m处由静止滑下,与小球碰撞时没有机械能损失、二者互换速度,与档板碰撞时以同样大小的速率反弹。若不计空气阻力,并将滑块和小球都视为质点,滑块B与水平地面之间的动摩擦因数 = 0.25,g取 10 m/s2。求:
(1)滑块B与小球第一次碰撞前瞬间,B速度的大小;
(2)滑块B与小球第一次碰撞后瞬间,绳子对小球的拉力;
(3)小球在竖直平面内做完整圆周运动的次数。
有一颗地球卫星,绕地球做匀速圆周运动卫星与地心的距离为地球半径的2倍,卫星圆形轨道平面与地球赤道平面重合。卫星上的太阳能收集板可以把光能转化为电能,太阳能收集板的面积为,在阳光下照射下每单位面积提供的最大电功率为。已知地球表面重力加速度为,近似认为太阳光是平行光,试估算:
(1) 卫星做匀速圆周运动的周期;
(2) 卫星绕地球一周,太阳能收集板工作时间
(3)太阳能收集板在卫星绕地球一周的时间内最多转化的电能?
如图所示,竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为R ,A端与圆心O等高, AD为与水平方向成45°的斜面,B端在O的正上方,一个小球在A点正上方由静止释放,自由下落至A点进入圆轨道并恰能到达B点.求:
(1)小球到达B点时速度的大小;
(2)释放点距A点的竖直高度;
(3)小球落到斜面AD上C点时速度的大小和方向.
质量为2 000 kg的汽车在平直公路上行驶,所能达到的最大速度为20 m/s,设汽车所受阻力为车重的0.2倍.(即f=0.2G).如果汽车在运动的初始阶段是以2 m/s2的加速度由静止开始做匀加速行驶,(g取10 m/s2)试求:
(1)汽车的额定功率;
(2)汽车在匀加速行驶时的牵引力;
(3)在3 s内汽车牵引力所做的功;
(4)汽车在第3 s末的瞬时功率;
如图8所示,一个人用一根长 1 m、只能承受74 N拉力的绳子,拴着一个质量为1 kg的小球,在竖直平面内做圆周运动,已知圆心O离地面h=6 m.转动中小球在最低点时绳子恰好断了.(取g=10 m/s2)
(1)绳子断时小球运动的角速度多大?
(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离是多少?
利用图10(a)实验可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置,管内塞有潮湿小棉球,实验者从玻璃管的一端A吹气,棉球从另一端B飞出,测得玻璃管内部截面积S,距地面高度h,棉球质量m,开始时的静止位置与管口B的距离x,落地点C与管口B的水平距离l.然后多次改变x,测出对应的l ,画出l2-x关系图线,如图4-2-18(b)所示,并由此得出相应的斜率k.
(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力,根据以上测得的物理量可得,棉球从B端飞出的速度v0=________.
(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值,不计棉球与管壁的摩擦,重力加速度g,大气压强p0均为已知,利用图(b)中倾斜直线的斜率k可得,管内气体压强p=________.
(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦,则(2)中得到的p与实际压强相比________(填“偏大”或“偏小”).