方向射来的质量为m、速度为v的子弹射中并嵌在A中,假设该过程瞬间发生,则在射2
中后,滑块A及嵌在其中的子弹共同运动的速度vA =_ 1此时刻滑v _______________,2
1块B的速度vB =___0______,在以后的运动过程中,滑块B的最大速度vmax =__ v 2
________.
9. 质量为20 kg、边长为1.0 m的均匀立方物体,放在水平地面
上.有一拉力F作用在该物体一顶边的中点,且与包含该顶边
的物体侧面垂直,如图所示.地面极粗糙,物体不可能滑动.若
要使该立方体翻转
90°,则拉力F不能小于_ 98N ___________.
10. 观察者甲以4c的速度(c为真空中光速)相对于静止的观察者乙运动,若甲携带一长5
度为l、截面积为S,质量为m的棒,这根棒安放在运动方向上,则 (1) 甲测得此棒的密
度为__ m25m__________; (2) 乙测得此棒的密度为____________. lS9lS
三、 计算题(40分) ω
1. (本题10分) 一条质量分布均匀的绳子,质量为M、长度为L,一端拴在竖直转轴OO′上,并以恒定角速度ω在水平面上旋转.设转动过程中绳子始终伸直不打弯,且忽略重力,求距转轴为r处绳中的张力T( r).
解:取距转轴为r处,长为d r的小段绳子,其质量为 ( M/L ) dr .
(取元,画元的受力图) 2分
由于绳子作圆周运动,所以小段绳子有径向加速度,由牛顿定律得: ω T ( r ) T ( r + dr ) = ( M / L) dr rω2
令 T ( r )-T (r + dr ) = dT ( r)
得 dT =-( Mω2 / L) r dr 4分
由于绳子的末端是自由端 T (L) = 0 1分
0L
有
T(r)2dT= (Mω/L)rdr ∫∫r
∴ T(r)=Mω2(L2 r2)/(2L) 3分
2. (本题12分)一半圆形的光滑槽,质量为M、半径为R,放在光
滑的桌面上.一小物体,质量为m,可在槽内滑动.起始位置如图所
示:半圆槽静止,小物体静止于与圆心同高的A处.求:
(1) 小物体滑到任意位置C处时,小物体对半圆槽及半圆槽对地
的速度各为多少?