24.一颗人造地球卫星做匀速圆周运动,轨道半径为r,已知地球的半径为r,地球表面处的重力加速度为g,求这颗人造卫星的运行周期t.
25.如图所示,质量m = 0.2 kg的小球,用长l = 0.8m的细线悬挂在o点.o点距水平地面的高度h=1.
6m.摆球由图示位置开始摆动,摆到最低点时的速度v = 2 m / s,取g=10m / s2.求:
1) 球摆至最低点时,细线的拉力t =?
2)若球摆至最低点时,细线断了,球的落地点与o点间的水平距离x =?
26. 如图所示,在光滑的水平面上有两个质量相同的球a和球b,a、b之间以及b球与固定点o之间分别用两段轻绳相连,以相同的角速度绕着o点做匀速圆周运动.
1)画出球a、b的受力图.
2)如果ob=2ab,求出两段绳子拉力之比tab:tob .
27.一根轻杆长为l,两端各固定一个可视为质点的小球a和b,两球质量均为m,在ab中点o有一转轴,轻杆可以绕过o点的水平转轴在竖直平面内匀速转动。若轻杆转到如图所示的竖直位置时轻杆对a球的作用力恰好为零,则轻杆转动周期为多少?此时,b球对杆的作用力的大小和方向是什么?
28.在水平直线公路上行驶的汽车,额定功率为p=60 kw,行驶过程中所受阻力恒为汽车重力的0.1倍,汽车的质量m = 2.0×103 kg.若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小为a = 1.
0 m/s2,汽车达到额定功率后,保持额定功率不变继续行驶.
求:(1)汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度;
2)当汽车的速度为15 m/s时的瞬时功率.
29.汽车在水平直线公路上行驶,额定功率为p = 60kw,汽车行驶过程中所受阻力恒为f = 2.0×103 n,汽车的质量m = 2.0×103 kg.若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小为a = 1.
0 m/s2,汽车达到额定功率后,保持额定功率不变继续行驶.求:(1)汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度;(2)当汽车的速度为5 m/s时的瞬时功率;(3)20s末汽车的瞬时功率;(4)当汽车的速度为20 m/s时的加速度.
22.(16分)如图,一个质子和一个α粒子从容器a下方的小孔s,无初速地飘入电势差为u的加速电场。然后垂直进入磁感应强度为b的匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向外,mn为磁场的边界。已知质子的电荷量为e,质量为m,α粒子的电荷量为2e,质量为4m。
求:1)质子进入磁场时的速率v;
2)质子在磁场中运动的时间t;
3)质子和α粒子在磁场中运动的。
轨道半径之比rh∶rα。
22.(16分)
解:(1)质子在电场中加速
根据动能定理 (4分)
求出1分)(2)质子在磁场中做匀速圆周运动。
根据2分)2分)
求出2分)(3)由以上式子可知(3分)
求出 rh∶rα =12分)
22.(16分)如图所示,水平地面ab与倾角为θ的斜面平滑相连。一个质量为m的物块静止在a点。现用水平恒力f作用在物块上,使物块从静止开始做匀加速直线运动,经时间t到达b点,此时撤去力f,物块以在b点的速度大小冲上斜面。
已知物块与水平地面和斜面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g。求:
1)物块运动到b点时速度的大小v;
2)物块在斜面上运动时加速度的大小a;
3)物块在斜面上运动的最远距离s。
22.(16分)
1)(5分)从a到b,根据动量定理
f-μmg)t = mv (4分)
解得1分)2)(6分)物块在斜面上受力如右图所示1分)
根据牛顿第二定律 mgsinθ +n = ma (2分)
n = mgcosθ (2分)
解得 a = g(sinθ +cosθ) 1分)
3)(5分)根据 v 2 = 2as3分)
解得2分)
22.(16分)如图9所示,水平桌面距地面高h=0.80m,桌面上放置两个小物块a、b,物块b置于桌面右边缘,物块a与物块b相距s=2.0m,两物块质量ma、mb均为0.
10 kg。现使物块a以速度v0=5.0m/s向物块b运动,并与物块b发生正碰,碰撞时间极短,碰后物块b水平飞出,落到水平地面的位置与桌面右边缘的水平距离x=0.
80 m。已知物块a与桌面间的动摩擦因数=0.40,重力加速度g取10m/s2,物块a和b均可视为质点,不计空气阻力。
求:1)两物块碰撞前瞬间物块a速度的大小;
2)两物块碰撞后物块b水平飞出的速度大小;
3)物块a与物块b碰撞过程中,a、b所组成的系统损失的机械能。
22.(16分)
1)设物块a与b碰撞前瞬间的速度为v,由动能定理
2分)解得v=3.0m/s (2分)
2)物块b离开桌面后做平抛运动,设其飞行时间为t,离开水平桌面时的速度为vb,则h=,x=vbt2分)
解得vb=2.0 m/s (3分)
3)物块a与物块b碰撞过程中动量守恒,设物块a碰撞后的速度为va,则。
m**=m**a+mbvb1分)
解得va=1.0 m/s (2分)
碰撞过程中系统损失的机械能 δe2分)
解得δe=0.20 j (2分)
说明:其他方法解答正确也得分。
22.(16分)如图15所示,水平绝缘轨道ab与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道bc平滑连接,半圆形轨道的半径r=0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场强度e=1.
0×104 n/c。现有一电荷量q=+1.0×10-4c,质量m=0.
10 kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的p点由静止释放,带电体运动到圆形轨道最低点b时的速度vb=5.0m/s。已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.
50,重力加速度g=10m/s2。求:
1)带电体运动到圆形轨道的最低点b时,圆形轨道对带电体支持力的大小;
2)带电体在水平轨道上的释放点p到b点的距离;
3)带电体第一次经过c点后,落在水平轨道上的位置到b点的距离。
22.(16分)
1)设带电体在b点受到的支持力为fn,依据牛顿第二定律。
fn-mg=m3分。
解得fn=7.25 n2分。
2)设pb间的距离为s,依据动能定理。
qe-mg)s3分。
解得s=2.5 m2分。
3)设带电体运动到c点的速度为vc,依据机械能守恒定律。
+2mgr1分。
带电体离开c点后在竖直方向上做自由落体运动,设在空间运动的时间为t
2r1分。在水平方向上做匀减速运动,设在水平方向的加速度大小为a,依据牛顿第二定律。
qe=ma1分。
设落在水平轨道上的位置到b点的距离为x,依据运动学公式。
x=vct1分。
解得 x=0.40m2分。
22.如图11所示,水平绝缘粗糙的轨道ab与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道bc平滑连接,半圆形轨道的半径r=0.40m。在轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,电场线与轨道所在的平面平行,电场强度e=1.
0×104 n/c。现有一电荷量q=+1.0×10-4c,质量m=0.
10kg的带电体(可视为质点),在水平轨道上的p点释放由静止释放,带电体恰好能通过半圆形轨道的最高点c,然后落至水平轨道上的d点。取g=10m/s2。求:
1)带电体在圆形轨道c点的速度大小;
2)带电体运动到圆形轨道b点时对圆形轨道的压力大小;
3)带电体在从a开始运动到落至d点的过程中的最大动能。
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