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有一如图所示的装置,轻绳上端系在竖直杆的顶端O点,下端P连接一个小球(小球可视为...

有一如图所示的装置,轻绳上端系在竖直杆的顶端O点,下端P连接一个小球(小球可视为质点),轻弹簧一端通过铰链固定在杆的A点,另一端连接在P点,整个装置可以在外部驱动下绕OA轴旋转.刚开始时,整个装置处于静止状态,弹簧处于水平方向.现在让杆从静止开始缓慢加速转动,整个过程中,绳子一直处于拉伸状态,弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力.已知:OA=4m,OP=5m,小球质量m=1kg,弹簧原长l=5m,重力加速度g10m/2.求:

(1)弹簧的劲度系数k;

(2)当弹簧弹力为零时,整个装置转动的角速度ω.

 

(1) (2) 【解析】 (1)开始整个装置处于静止状态,对小球进行受力分析,如图所示: 根据平衡条件得: , 联立并代入数据解得: (2)当弹簧弹力为零时,小球上移至位置,绕中点C做匀速圆周运动,受力分析如图所示: 由图可得,轨道半径为,,其中 根据牛顿第二定律得: 联立解得:  
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一过山车在半径为的轨道内运动,过山车的质量为,过山车里面人的质量为,运动过程中相对静止。

1)当过山车以多大的速度经过最高点时,人对座椅的压力大小刚好等于人的重力?此时过山车对轨道的压力为多少?

2)当过山车以的速度经过最低点时,人对座椅的压力为多少?

 

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如图所示,半径为R的竖直半球形碗固定于水平面上,碗口水平且AB为直径,O点为碗的球心.将一弹性小球(可视为质点)从AO连线上的某点c点沿CO方向以某初速度水平抛出,经历时间(重力加速度为g)小球与碗内壁第一次碰撞,之后可以恰好返回C点;假设小球与碗内壁碰撞前后瞬间小球的切向速度不变,法向速度等大反向.不计空气阻力,则CO两点间的距离为(  )

A. B. C. D.

 

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两根长度不同的细线分别系有两个小球,质量分别为,细线的上端都系于点,两个小球在同一水平面上做匀速圆周运动。已知两细线长度之比,长细线跟竖直方向的夹角为,下列说法正确的是( 

A.两小球做匀速圆周运动的周期相等

B.两小球做匀速圆周运动的线速度相等

C.

D.短细线跟竖直方向成30°

 

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将一小球从固定斜面顶端以某一速度水平向右抛出,恰好落到斜面底端。若初速度不变,对小球施加不为零的水平方向的恒力F,使小球落到连线之间的某点C。不计空气阻力,则( 

A.小球落到点与落到C点所用时间相等

B.小球落到B点与落到C点的速度方向一定相同

C.小球落到C点时的速度方向不可能竖直向下

D.仅改变力F的大小,力F越大,小球落到斜面的时间越短

 

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质量分别为 M m 的两个小球,分别用长 2l l 的轻绳拴在同一转轴上,当转轴稳定转动时,拴质量 M m 小球的悬线与竖直方向夹角分别为αβ,如图所示,则(    )

A.  B. cos α2cos β C.  D. tan αtan β

 

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