如图所示,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径为r=0.4 m的四分之一细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k="25" N/m的轻弹簧,轻弹簧下端固定,上端恰好与管口D端齐平,质量为m="1" kg的小球在曲面上距BC的高度为h=0.8 m处从静止开始下滑,进入管口C端时与管壁间恰好无作用力,通过CD后压缩弹簧.已知弹簧的弹性势能表达式为EP=kx2,x为弹簧的形变量,小球与BC间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2。求:
(1)小球达到B点时的速度大小vB;
(2)水平面BC的长度s;
(3)在压缩弹簧过程中小球的最大速度vm。
如图所示,一质量m=65kg的选手参加“挑战极限运动”,要在越过宽度s=3m的水沟后跃上高h=1.8m的平台。他采用的方法是:手握长L=3.05m的轻质弹性杆一端,从A点由静止开始匀加速助跑,至B点时,杆另一端抵在O点的阻挡物上,接着杆发生形变,同时人蹬地后被弹起,到达最高点时杆处于竖直(不弯曲),人的重心恰好位于杆的顶端,此刻人放开杆水平飞出,最终落到平台上(重心恰在平台表面)。不计运动过程中的空气阻力,已知该选手匀加速运动的距离SAB=16m,到达B点时速度vB=8m/s,人跑动过程中重心离地高度H=1.0m取g=10m/s2,求选手
(1)匀加速助跑的动力F;
(2)在最高点的最小速度v;
(3)在B点蹬地弹起瞬间,人做功的最小值W。
如图所示,是运载火箭发射飞船的示意图。飞船由运载火箭先送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道,在B点实施变轨后,再进入预定圆轨道。已知近地点A距地面高度为h1,飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用的时间为t,地球表面重力加速度为g,地球半径为R,求:
(1)地球的第一宇宙速度大小;
(2)飞船在近地点A的加速度aA大小;
(3)远地点B距地面的高度h2大小。
忻州某中学物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛,比赛路径如图所示。可视为质点的赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道,并通过半圆轨道的最高点C,才算完成比赛。B是半圆轨道的最低点,水平直线轨道和半圆轨道相切于B点。已知赛车质量m=0.5kg,通电后以额定功率P=2W工作,进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为Ff=0.4N,随后在运动中电动机断电且赛车受到的阻力均可不计,L=10.00m,R=0.4m, g取10m/s2。求:
(1)要使赛车能通过C点完成比赛,通过C点的速度至少多大?
(2)赛车恰能完成比赛时,在半圆轨道的B点时对轨道的压力多大。
(3)要使赛车完成比赛,电动机从A到B至少工作多长时间。
如图所示,木块质量m=1.1kg,在与水平方向成θ=37°角、斜向右上方的恒定拉力F作用下做匀速直线运动。已知木块与地面间的动摩擦因数μ=0.5,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。求:
(1)拉力F的大小;
(2)地面对木块的作用力大小F地(结果可保留根号)
在利用自由落体“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器接在电压为U,频率为f的交流电源上,从实验中打出的几条纸带中选出一条理想纸带,选取纸带上打出的连续5个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点的距离为S0,点AC间的距离为S1,点CE间的距离为S2,已知重锤的质量为m,当地的重力加速度为g,则:
(1)从起始点O到打下C点的过程中,重锤重力势能的减少量为△EP= ,重锤动能的增加量为△EK= 。
(2)经过计算可知,重锤动能的增加量小于重力势能的减少量,其主要原因是: 。