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1-6 小球从同一位置以相同的初速率v0,在同一竖直平面上朝着不同方向斜抛出去,如果抛射角θ可在0到π范围内连续变化,试问各轨道最高点连成的曲线是什么类型的曲线?
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1-7 一位足球运动员踢出的球具有初速率25m/s,今在球门正前方50m处欲将球踢进球门.为防止守门员将球挡住,他选择进球位置在正前方球门水平横梁下方50cm之内区域.已知横梁高为2.44m,试问他应在什么倾角范围将球踢出?
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1-8 一地面雷达观察者正从屏幕上监视由远处投来的一抛射体.某时刻,他得到的信息显示:抛射体达到了最高点且具有水平速度v;v的方向线与观察者、抛射体位于同一竖直平面;抛射体与观察者之间的距离为l;观察者到抛射体连线与水平面的夹角为θ.
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(1)预测抛射体落地点与观察者间的水平距离d;
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(2)预测抛射体能否越过观察者的头顶?
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1-9 离地高h的大厅吊灯爆炸成碎片,朝各个方向射出,初速度同为v0.设吊灯离屋顶和墙较远,碎片不会与之相撞;再设地面铺有毛毯,碎片落地后不会反弹.试将每一碎片运动斜交地分解成沿其初速v0方向的匀速直线运动和静止开始的竖直向下自由落体运动,以此求解地面上碎片分布区域的半径R.
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1-10 质点在xy平面上运动,t=0时刻,位于x0=A,y0=0,速度的两个分量各是vx0=0,vy0=Bω,任意t时刻加速度的两个分量各是ax=-Aω2cosωt,ay=-Bω2sinωt,其中A,B,ω都是常量,试求质点运动轨道.
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1-11 查找有关数据,估算下述各量的大小:
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(1)氢原子中电子绕核圆运动的加速度值(绝对值);
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(2)学生匀速骑自行车直线行进时,车轮边缘点的加速度值;
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(3)以太阳为参考物,地面上的实验室因地球自转和公转而具有的最大可能的加速度值.
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1-12 半径同为R的两个几何球面开始时互相重合,今使其中一个球面固定,另一个球面从t=0开始匀速平动,速度大小为v0.
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(1)试求两球面刚好完全分离的时刻te;
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(2)试求0<t<te时刻,两球面交线长度收缩率(单位时间内长度缩短量)γ;
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(3)试求0<t<te时刻,两球面交点在第一球面大圆上作圆运动的向心加速度a心和切向加速度a切.
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1-13 四质点A,B,C,D在同一平面上运动.每一时刻,A速度总对准B,速度大小为常量u;B速度总对准C,速度大小同为u;C速度总对准D,速度大小同为u;D速度总对准A,速度大小同为u.某时刻,A,B,C,D恰好逆时针方向按序位于各边长为l的正方形四个顶点上,试求此时A的加速度a和A的运动轨道在此位置的曲率半径ρ.
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1-14 采用运动学方法,求解曲线y=ex的曲率半径随x的分布ρ(x).
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1-15 在极坐标系中,质点沿着图1-41所示的直线以恒定的速度v0运动.
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图 1-41(题1-15)
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(1)结合图中给出的参量,写出直线轨道方程r-θ;
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(2)写出质点速度分量vr,vθ与质点角位置θ的关系,再依据加速度分量计算公式,验证ar=0,aθ=0.
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1-16 以椭圆一个焦点F为原点,沿半长轴方向设置极轴,椭圆的极坐标方程是r=r0/(1+ecosθ).设所给椭圆的半长轴为A,半短轴为B,且F如图1-42所示,位于椭圆中心O的右侧.
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