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小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手...

小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动,当球某次运动到最低点时,绳突然断掉。球飞行水平距离d后落地,如图所示,已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。试求:

(1)球落地时的速度大小v2

(2)绳子能够承受的最大拉力为多大;

(3)如果不改变手离地面的高度,改变绳子的长度,使小球重复上述的运动。若绳子仍然在小球运动到最低点时断掉,要使小球抛出的水平距离最大,则绳子长度应为多少,小球的最大水平距离为多少?

 

(1)(2)(3), 【解析】试题分析:(1)设绳断后球做平抛运动的时间为t1,竖直方向上:,水平方向上:d=v1t1 解得. (2)设绳能承受的最大拉力为Fm.做圆周运动的半径为 解得. (3)设绳长为l,绳断时球的速度为v2. 有:,解得. 绳断后球做平抛运动,竖直位移为d-l,水平位移为x,时间为t2. 有:d−l=gt22,x=v2t2. 得 当时,x有极大值
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考点分析:
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如图所示,轻质杆长为3L,在杆的AB两端分别固定质量均为m的球A和球B,杆上距球AL处的点O装在光滑的水平转动轴上,杆和球在竖直面内转动,当球B运动到最低点时,杆对球B的作用力大小为2mg,已知当地重力加速度为g,求此时:

1)球B转动的角速度大小;

2A球对杆的作用力大小以及方向;

3)在点O处,轻质杆对水平转动轴的作用力大小和方向.

 

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(12)“嫦娥工程计划在第二步向月球发射一个软着陆器,在着陆器附近进行现场勘测.已知地球的质量约为月球质量的80倍,地球的半径约为月球半径的4倍,地球表面的重力加速度为g=10m/s2,地球的第一宇宙速度为7.9km/s。假设将来测得着陆器撞击月球表面后又竖直向上弹起,并且经过2s钟后落回到月球表面.试求:(1)它弹起时的初速度v0。(2)月球的第一宇宙速度是多少。(不考虑地球和月球的自转;结果保留两位有效数字).

 

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一架军用直升机悬停在距离地面64m的高处,将一箱军用物资由静止开始投下,如果不打开物资上的自动减速伞,物资经4s落地。为了防止物资与地面的剧烈撞击,须在物资距离地面一定高度时将物资上携带的自动减速伞打开。已知物资接触地面的安全限速为2m/s,减速伞打开后物资所受空气阻力是打开前的18倍。减速伞打开前后的阻力各自大小不变,忽略减速伞打开的时间,取g=10 m/s2。求:

(1)减速伞打开前物资受到的空气阻力为自身重力的多少倍?

(2)减速伞打开时物资离地面的高度至少为多少?

 

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为确保弯道行车安全,汽车进入弯道前必须减速.如图所示,AB为进入弯道前的平直公路,BC为水平圆弧形弯道.已知AB段的距离SAB=14m,弯道半径R=24m.汽车到达A点时速度vA=16m/s,汽车与路面间的动摩擦因数μ=0.6,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2.要确保汽车进入弯道后不侧滑.求汽车

(1)在弯道上行驶的最大速度;

(2)在AB段做匀减速运动的最小加速度.

 

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让小球从斜面的顶端滚下,如图所示是用闪光照相机拍摄的小球在斜面上运动的一段,已知闪频为10Hz,且O点是0.4s时小球所处的位置,试根据此图估算:

(1)小球从O点到B点的平均速度;

(2)小球在A点和B点的瞬时速度;

(3)小球运动的加速度.

 

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