(12分)如图所示,竖直固定斜面AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD的B端相切,圆弧面的半径为R=0.8m,AB斜面长度L=0.6m, 圆心与A、D在同一水平面上,∠COB=θ=530。现有一质量为m=1kg的小物体从斜面上的A点无初速下滑。已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2,求:
(1)物体第一次到达B点时速度是多少米/秒?
(2)小物体在斜面上能够通过的最大路程;
(3)小物体通过C点时,C点所受的最大压力和最小压力。(cos530=0.6 , sin530=0.8,g=10m/s2)
(14分)宇航员站在一星球表面上,沿水平方向以初速度v0从倾斜角为θ的斜面顶端P处抛出一个小球,测得经过时间t小球落在斜面上的另一点Q,已知该星球的半径为R,求:
(1)该星球表面的重力加速度。
(2)该星球的第一宇宙速度。
(12分)在2008年北京奥运会中郭晶晶获得女子个人3米板跳水冠军,其跳水的过程可简化为:运动员将跳板向下压到最低点C,跳板反弹将运动员上抛到最高点A,然后做自由落体运动,竖直落入水中。如果将运动员视为质点,且已知运动员的质量为m,重力加速度为g,AB间、BC间和B与水面间的竖直距离分别为h1、h2、h3,如图所示。试求:
(1)运动员从A点下落到水面的时间和她入水时的速度大小;
(2)跳板反弹过程中对运动员所做的功W。
(12分)如图所示,将一个质量为1g的小球用细线连接,使其在竖直面内做圆周运动,细线长度为5cm,求:
(1)当小球转动的角速度达到多大时,绳子所受拉力的最大值等于最小值的3倍?
(2)当小球转动的角速度等于多少时,细绳的拉力恰好为0?(g取10m/s2)
(16分)如图所示,一小球从斜轨道的某高度处自由滑下,然后沿竖直圆轨道的内侧运动。已知圆轨道的半径为R,重力加速度为g.
(1)要使小球能通过圆轨道的最高点,小球在圆轨道最高点时的速度至少为多大?
(2)如果忽略摩擦阻力,要使小球能通过圆轨道的最高点,小球的初位置必须比圆轨道最低点高出多少?
(21分)如图所示,半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内,轨道的B端切线水平,且距水平地面高度为h=1.25m,现将一质量m=0.2kg的小滑块从A点由静止释放,滑块沿圆弧轨道运动至B点以v=5m/s的速度水平飞出(g取10m/s2).求:
(1)小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功;
(2)小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小;
(3)小滑块着地时的速度大小