h2=6 m
则楼房的高度H=h1+h2=8.5 m.
4.(2016·温州市调研)如图4所示,某人距离平台右端x0=10 m处起跑,以恒定的加速度向平台右端冲去,离开平台后恰好落在地面上的小车车厢底板中心.设平台右端与车厢底板间的竖直高度H=1.8 m,与车厢底板中心的水平距离x=1.2 m,取g=10 m/s.求人运动的总时间.
2
图4
答案 10.6 s
解析 设人在平台上运动的时间为t1,离开平台后做平抛运动的初速度为v,运动的时间为
t2,则:
由平抛运动的公式得
x=vt2,H=gt22
解得t2=0.6 s,v=2 m/s 人在平台上运动,有x0=t1
2解得t1=10 s
人运动的总时间t=t1+t2=10.6 s.
5.如图5所示,水平转盘上放有质量为m的物体(可视为质点),连接物体和转轴的绳子长为
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vr,物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍,转盘的角速度由零逐渐增大,求:
图5
(1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度; (2)当角速度为 答案 (1)
μg3μg时,绳子对物体拉力的大小. 2r1
(2)μmg r2
解析 (1)当恰由最大静摩擦力提供向心力时,绳子拉力为零且转速达到最大,设转盘转动的
角速度为ω0,则μmg=mω0r,得ω0= (2)当ω= 2
μgr. 3μg时,ω>ω0,所以由绳子的拉力F和最大静摩擦力共同提供向心力. 2r2
此时,F+μmg=mωr 3μg即F+μmg=m··r,得
2rF=μmg.
3
6.如图6所示,竖直平面内的圆弧形不光滑管道半径R=0.8 m,A端与圆心O等高,AD为
4水平面,B点为管道的最高点且在O的正上方.一个小球质量m=0.5 kg,在A点正上方高h=2.0 m处的P点由静止释放,自由下落至A点进入管道并通过B点,过B点时小球的速度
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vB为4 m/s,小球最后落到AD面上的C点处.不计空气阻力,g取10 m/s2.求:
图6
(1)小球过A点时的速度vA的大小; (2)小球过B点时对管壁的压力; (3)落点C到A点的距离.
答案 (1)210 m/s (2)5 N,方向竖直向上 (3)0.8 m 解析 (1)对小球由自由落体运动规律可得 2gh=vA
解得vA=210 m/s.
2
v2B(2)小球过B点时,设管壁对其压力为F,方向竖直向下,由向心力公式有F+mg=m R解得F=5 N,方向竖直向下
由牛顿第三定律可知小球对管壁的压力为5 N,方向竖直向上. (3)从B到C的过程中,由平抛运动规律可得
x=vBt R=gt2
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xAC=x-R=0.8 m.