轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5l的水平轨道,B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD竖直,如图所示。物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5。用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度l,然后放开P开始沿轨道运动,重力加速度大小为g。
(1)若P的质量为m,求P到达B点时速度的大小,以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点之间的距离;
(2)若P能滑上圆轨道,且仍能沿圆轨道滑下,求P的质量的取值范围。
我国将于2022年举办冬奥会,跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一,如图所示,质量m=60 kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a=3.6 m/s2匀加速滑下,到达助滑道末端B时速度vB=24 m/s,A与B的竖直高度差H=48 m,为了改变运动员的运动方向,在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接,其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧。助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h=5 m,运动员在B、C间运动时阻力做功W=-1 530 J,取g=10 m/s2。
(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力Ff的大小;
(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍,则C点所在圆弧的半径R至少应为多大。
如图所示,半径为、质量为m的小球用两根不可伸长的轻绳a、b连接(绳子的延长线经过球心 ),两轻绳的另一端系在一根竖直杆的A、B两点上,A、B两点相距为l,当两轻绳伸直后,A、B两点到球心的距离均为l。当竖直杆以自己为轴转动并达到稳定时(轻绳a、b与杆在同一竖直平面内)。求:
(1)竖直杆角速度ω为多大时,小球恰好离开竖直杆?
(2)当竖直杆角速度ω=时,轻绳a的张力Fa为多大?
一弹性小球自4.9m高处自由下落,当它与水平地面每碰一次,速度减小到碰前的7/9,试求小球开始下落到停止运动所用的时间。
某学习小组利用自行车的运动“探究阻力做功与速度变化的关系”。人骑自行车在平直的路面上运动,当人停止蹬车后,由于受到阻力作用,自行车的速度会逐渐减小至零,如图所示。在此过程中,阻力做功使自行车的速度发生变化。设自行车无动力后受到的阻力恒定。
(1)在实验中使自行车在平直的公路上获得某一速度后停止蹬车,需要测出人停止蹬车后自行车向前滑行的距离s,为了计算自行车的初速度v,还需要测量________________(填写物理量的名称及符号)。
(2)设自行车受到的阻力恒为f,计算出阻力做的功W及自行车的初速度v。改变人停止蹬车时自行车的速度,重复实验,可以得到多组测量值。以阻力对自行车做功的大小为纵坐标,自行车初速度为横坐标,作出W-v曲线。分析这条曲线,就可以得到阻力做的功与自行车速度变化的定性关系。在实验中作出W-v图象如图所示,其中符合实际情况的是________。
用如图所示的装置可做以下几个相关的实验:探究小车速度随时间变化的规律,探究加速度与力、质量的关系,探究恒力做功与动能改变的关系。其操作过程中下列说法正确的是 。
A.探究小车速度随时间变化的规律,可以不用调节木板倾斜度平衡小车受到的滑动摩擦力
B.探究加速度与力、质量的关系,需要使牵引小车的细线与长木板保持平行
C.探究恒力做功与动能改变的关系,平衡摩擦力时必须将托盘和砝码通过细线挂在小车上
D.探究加速度与力、质量的关系,增减托盘中砝码时,需要重新调节木板倾斜度