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如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,...

如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上由D点向左做匀减速运动,到达小A孔进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道,当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L=2m,6ec8aac122bd4f6e,小球质量为m=0.5kg,D点与小孔A的水平距离s=2m,g取10m/s2。试求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

1.求摆线能承受的最大拉力为多大?

2.要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道,求粗糙水平面摩擦因数μ的范围。

 

1.10N 2.0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125 【解析】(1)当摆球由C到D运动机械能守恒: (2分) 由牛顿第二定律可得: (1分)  可得:Fm=2mg=10N (1分) (2)小球不脱圆轨道分两种情况:①要保证小球能达到A孔,设小球到达A孔的速度恰好为零, 由动能定理可得: (1分) 可得:μ1=0.5 (1分) 若进入A孔的速度较小,那么将会在圆心以下做等幅摆动,不脱离轨道。其临界情况为到达圆心等高处速度为零,由机械能守恒可得:(1分) 由动能定理可得:(2分) 可求得:μ2=0.35(1分) ②若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道,在圆周的最高点由牛顿第二定律可得: (1分) 由动能定理可得: (2分) 解得:μ3=0.125 (1分)
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如下图所示,设AB段是距水平传送带装置高为H=1.5m的粗糙斜面,水平段BC使用水平传送带装置,BC长L=5m,与货物间的摩擦因数为μ=0.4,皮带轮的半径为R=0.2m,转动的角速度为ω=15rad/s。设质量为m=1kg的小物块由静止开始从A点下滑,经过B点的拐角处无机械能损失,从B点运动到C点所用时间是1.5s,且知货物从B点开始做匀减速运动,到达C点前已相对传送带静止,试求货物在斜面上运动时克服摩擦力所做的功。(g取10m/s2

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液化石油燃气汽车简称LPG汽车,该燃气汽车的CO排放量比汽油车减少90%以上,碳氢化合物排放减少70%以上,氮氧化合物排放减少35%以上,是目前较为实用的低排放汽车。如下图所示为一辆燃气车,为检验刹车功能,进行了如下实验:在路旁可以竖起一标志杆,车以v0=72km/h的速度匀速行驶,当车头距标志杆s=20m时,实验室工作人员向司机下达停车的指令,司机经时间t0=0.8s(即反应时间)后开始刹车,若车在标志杆前停止运动则符合安全要求,已知车与驾驶员总质量为M=1000kg,g=10m/s2。求:

1.刹车过程中的制动力至少多大?

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运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目。如下图所示,运动员驾驶摩托车的在AB段加速,到B点时速度为v0=20m/s,之后以恒定功率P=1.8kw冲上曲面BCDE,经t=13s的时间到达E点时,关闭发动机后水平飞出。已知人和车的总质量m=180 kg,坡顶高度h=5m,落地点与E点的水平距离x=16m,重力加速度g=10m/s2。求摩托车在冲上坡顶的过程中克服阻力做的功。

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