题目内容
(8分) 如图:直杆上O1O2两点间距为L,细线O1A长为L,O2A长为L,A端小球质量为m,要使两根细线均被拉直,杆应以多大的角速度转动.
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解析
(12分)如图,将质量m=2kg的圆环套在与水平面成θ=37°角的足够长直杆上,直杆固定不动,环的直径略大于杆的截面直径,杆上依次有三点A.、B、C,sA.B=8m,sBC=0.6m,环与杆间动摩擦因数m=0.5,对环施加一个与杆成37°斜向上的拉力F,使环从A.点由静止开始沿杆向上运动,已知t=4s时环到达B点。试求:(重力加速度g=l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)F的大小;(2)若到达B点时撤去力F,则环到达C点所用的时间。
(12 分)如图所示,将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上,环的直径略大于杆的截面直径,环与杆的动摩擦因数μ=0.8。 对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角θ=53°的恒定拉力F,使圆环从静止开始运动,第1s内前进了2.2m。(取g=10m/s²,sin53°=0.8,cos53°=0.6)
求:(1)圆环加速度a的大小;
(2)拉力F的大小。
(14分)如图所示,高为0.3m的水平通道内,有一个与之等高的质量为M=1.2kg表面光滑的立方体,长为L=0.2m的轻杆下端用铰链连接于O点,O点固定在水平地面上竖直挡板的底部(挡板的宽度可忽略),轻杆的上端连着质量为m=0.3kg的小球,小球靠在立方体左侧。取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)为了使轻杆与水平地面夹角=37°时立方体平衡且不动,作用在立方体上的水平推力F1应为多大?
(2)若立方体在F2=4.5N的水平推力作用下从上述位置由静止开始向左运动,则刚要与挡板相碰时其速度多大?
(3)立方体碰到挡板后即停止运动,而轻杆带着小球向左倒下碰地后反弹恰好能回到竖直位置,若小球与地面接触的时间为t=0.05s,则小球对地面的平均冲击力为多大?
(4)当杆回到竖直位置时撤去F2,杆将靠在立方体左侧渐渐向右倒下,最终立方体在通道内的运动速度多大?