(12分)如图所示,水平轨道CD与光滑竖直圆轨道ED、BC分别相切于D、C点。质量m=2kg的小滑块从圆轨道B点上方由静止释放,通过B点切如轨道BC,此后,滑块在轨道内往复运动。已知AB间高度差h=1.6m,圆轨道半径均为R=1.6m,CD长l=3.5m,滑块与CD间的动摩擦因数=0.4,取g=10m/s2,求:
滑块落入轨道后,能离开水平轨道CD的最大高度;
滑块最终停在距C点多远处;
滑块在水平轨道CD上运动的总时间。
(12分)不可伸长的轻绳长l=1.2m,一端固定在O点,另一端系一质量为m=2kg的小球。开始时,将小球拉至绳与竖直方向夹角θ=37°的A处,无初速释放,如图所示,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.
求小球运动到最低点B时绳对球的拉力;
若小球运动到B点时,对小球施加一沿速度方向的瞬时作用力F,让小球在竖直面内做完整的圆周运动,求F做功的最小值。
(10分)如图所示,水平轨道ABC与DE高度差h=1.25m,C、D之间有一宽l=3m的壕沟。现用水平恒力F从A点由静止推箱子,到达B点后撤去推力,箱子刚好越过壕沟,已知AB长x1=10cm,BC长x2=5cm,箱子质量m=1.5kg,箱子与水平面ABC间的动摩擦因数=0.2,取g=10m/s2,求:
推力F的大小
(2)箱子跨过壕沟,将要落到DE面上时重力的功率
(8分)2013年6月11日,“神舟十号”发射成功,两天后“神舟十号”与“天宫一号”成功对接,对接后组合体沿距地面高度为h的圆形轨道做圆周运动。已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,求:
地球质量M;
“神舟十号”与“天宫一号”组合体的运行周期T
一条长为0.80m的轻绳一端固定在点,另一端连接一质量=0.10kg的小球,悬点距离水平地面的高度H = 1.00m。开始时小球处于点,此时轻绳拉直处于水平方向上,如图所示。让小球从静止释放,当小球运动到点时,轻绳碰到悬点正下方一个固定的钉子P时立刻断裂。不计轻绳断裂的能量损失,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)当小球运动到点时的速度大小;
(2)绳断裂后球从点抛出并落在水平地面的C点,求C点与点之间的水平距离;
(3)若OP=0.6m,轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂,求轻绳能承受的最大拉力。
质量为m的卫星离地面R0处做匀速圆周运动。设地球的半径也为R0,地面的重力加速度为g,引力常数G,求:(1)地球的质量; (2)卫星的线速度大小。