国庆小练习

发布 2022-06-24 22:58:28 阅读 3421

1.如图所示,质量均为m的两个小球固定在长度为l的轻杆两端,直立在相互垂直的光滑墙壁和地板交界处。突然发生微小的扰动使杆无初速倒下,求当杆与竖直方向成角α时,a球对墙的作用力。

2.如图所示,倾角为θ的光滑斜面上,一个质量为m、长为l的薄木板被一个受轻质杆约束于光滑轴o的质量为m的重球压住不动。已知重球半径为r,重球球心c到光滑轴o之距离也为l,且轻质杆也沿斜面方向(与斜面平行).

现将斜面倾角θ缓缓增加,当增至30°时,薄木板刚好滑动,尔后将斜面倾角突然增至45°且保持不变。试求:

1)重球与薄木板之间的动摩擦因数μ.

2)在斜面倾角为45°情况下,薄木板从重球之下滑出所用的时间t.

3)在斜面倾角为45°情况下,薄木板从重球之下刚刚滑出时的瞬时速度vt.

3.如图所示,从离地面的高度为h的固定点a,将甲球以速度v0抛出,抛射角为α,0<α<2,若在a点前力‘适当的地方放一质量非常大的平板og,让甲球与平板作完全弹性碰撞,并使碰撞点与a点等高,则当平板倾角θ为恰当值时(0<θ<2),甲球恰好能回到a点。另有一小球乙,在甲球自a点抛出的同时,从a点自由落下,与地面作完全弹性碰撞。

试讨论v0、α、应满足怎样的一些条件,才能使乙球与地面碰撞一次后与甲球同时回到a点。(第十三届全国中学生物理竞赛预赛试题)

4.一球形热气球,其隔热很好的球皮连同吊篮等装载物的总质量为300kg.经加热后,气球膨胀到最大体积,此时它的直径为18m,球内外气体成分相同,而球内气体压强则稍稍高过大气压,试求出刚好能使热气球上升时球内空气的温度。

已知此时大气温度为27℃,压强为1atm,在标准状况下空气的密度为1.3kg/m3.(第九届全国中学生物理竞赛决赛试题)

5. 如图所示,在光滑水平面上有两个小车,小车a和车上的人的质量之和是m,车上还放有10个质量都是m的物块,m=10m,它们共同以速度v1=3.0m/s向右匀速运动。

小车b在小车a前方,以速度v2=4.0m/s向右匀速运动。a车上的人将物块一个接一个地以相对于地面的速度u=2.

0m/s向车后方水平扔出。为了使小车a能追上小车b,他至少要这样扔出几个物块?

6.2024年8月26日在日本举行的国际天文学大会上,德国maxplanck学会的一个研究小组宣布了他们的研究成果:银河系的中心可能存在一个大黑洞,他们的根据是用口径为3.

5m的天文望远镜对猎户座中位于银河系中心附近的星体进行近六年的观测所得的数据。他们发现,距离银河系中心约60亿千米的星体正以2000km/s的速度围绕银河系中心旋转。根据上面的数据,试在经典力学的范围内(见提示②),通过计算确认如果银河系中心确实存在黑洞的话,其最大半径是多少?

引力常数g=6.67×10-20km3/(kg·s2)

提示:①黑洞是一种密度极大的天体,其表面的引力是如此之强,以至于包括光在内的所有物质都逃脱不了其引力作用。

计算中可以采用拉普拉斯经典黑洞模型,在这种模型中,在黑洞表面上的所有物质,即使初速度等于光速c也逃脱不了其引力的作用。(第十六届全国中学生物理竞赛预赛试题)

7.如图所示,用三根竖直的长度相同且不可伸长的细轻绳将一个细圆环水平悬挂,环上拴绳点彼此距离相等。现借助一些重量不计的辐条,将一与环等质量的重物固定于环心处,试求环的微小扭转振动周期变化了几倍?

(质心处的物体对转动惯量没有影响)

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