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如图所示为某学生为游乐园设计的一个表演装置,设计的目的是利用左边的圆周运动装置将一只装在保护球里的表演猴子水球一起抛上表演台,工作时将保护球安装在转动杆的末端,转动杆的长度L=2.5cm,杆被安装在支架上的电动机带动而匀速转动.已知猴子和保护球的总质量m=5kg;当杆转动到竖直方向成60°角时,保护球与杆脱离连接并被抛出,保护球到达水平表演台时,速度方向水平,大小v2=2.5m/s,忽略空气阻力,g取10m/s2,求:

(1)保护球被抛出时的速度v1

(2)保护球被抛出时受到杆的作用力F?

 

(1)保护球被抛出时的速度是5m/s; (2)保护球被抛出时受到杆的作用力是N,方向与杆之间的夹角是30° 【解析】 试题分析:(1)由于保护球到达水平表演台时,速度方向水平,可知其逆过程是平抛运动,其水平方向做匀速直线运动,所以小球到达平台的速度是离开杆时的速度沿水平方向的分量,将小球在抛出点的速度如图分解,则: v2=v1sin30° 所以:m/s (2)小球受到重力G、杆的作用力F,其中:G=mg=5×10=50N 小球做匀速圆周运动,其合力提供向心力,则: N 可知Fn=G做受力分析图如图,由几何关系可知合力与G之间的夹角是120°,结合几何关系可知: F==N 方向与杆之间的夹角是30°  
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俄罗斯著名学者齐奥尔科夫斯基提议在地球静止轨道上建设一个太空城堡,和地面用一架电梯连接起来,成为向太空运输人和物的新捷径,即“太空电梯”.日本建筑业巨头大林组公司表示,“太空电梯”将在2050年之前竣工,能把人升高9.6万公里,直接进入太空.届时,每个电梯间能坐30个人,在磁力线性发动机的推动下向上爬升7天,就能从地面直接到达在太空中新建的空间站.

某人在地球表面时用体重计称得体重800N,站在太空电梯中,当升降机以加速度a=10m/s2竖直上升时,此人在某处再一次用同一体重计称得体重为850N,求升降机此时距地面的高度.忽略地球自转的影响,已知地球表面的重力加速度g=10m/s2,地球半径R=6400km.

 

 

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一质量m=8kg的物体放在粗糙水平面上,在与水平面成α=37°角斜向上的拉力F=100N作用下向前运动了10m,已知滑动摩擦因数μ=0.5,(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)

求:(1)拉力做的功;

(2)摩擦力做的功.

 

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某航空科研小组相互协作完成了下面的实验:

A.太空中的小组成员驾驶飞船在距X星球一定高度的P点时,正对着X星球发射一个激光脉冲,经过时间t1后收到反射回来的信号;

B.太空中小组成员在P点观察X星球时发现视角为60°

C.小组成员驾驶飞船在X星球表面着陆后,把一个弹射器固定在星球表面上,以一定的速度竖直向上弹射一个小球,测得小球从弹射到落回的时间为t2

D.地球上的小组成员用同样的弹射器在地球表面上,以相同的速度竖直向上弹射一个小球,测得小球在空中运动的时间为t3

 

E.地球上的小组成员将同样的弹射器平放在水平桌面上,以相同的速度水平弹射一个小球,测得小球的水平射程为x,桌面离地高度为h

F.他们查资料得知万有引力常量为G,光速为c

根据上述实验数据,可知算出(用上述的物理量表示)

1X星球表面距P点的距离为H=   

2X星球的半径为R=   

3)地球表面的重力加速度为g=   

4X星球表面的重力加速度为g1=   

5X星球的密度为ρ=   

 

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由三颗星体构成的系统,忽略其他星体对它们的作用,存在着一种运动形式:三颗星体在相互之间的万有引力作用下,分别位于等边三角形的三个顶点上,绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动(图示为ABC三颗星体质量不相同时的一般情况).若A星体质量为2mBC两星体的质量均为m,三角形边长为a.则( )

A. B星体所受的合力与A星体所受合力之比为12

B. 圆心OB的连线与BC夹角θ的正切值为

C. AB星体做圆周运动的线速度大小之比为

D. 此三星体做圆周运动的角速度大小为2

 

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组成星球的物质是靠万有引力吸引在一起的,这样的星球有一个最大的自转速率,如果超过了该速率,星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动,由此能得到半径为r,密度为ρ,质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T,下列表达式中正确的是(  )

A.T=2π    B.T=2π   

C.    D.

 

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