一质量为8.00×104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60×105 m处以7.5×103 m/s的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s2。(结果保留2位有效数字) (1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能; (2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。
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在某中学举办的头脑奥林匹克竞赛中,有一个叫做“保护鸡蛋”的竞赛项目,要求制作一个装置,让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不被摔坏:如果没有保护,鸡蛋最多只能从0.1m的高度落到地面而不被摔坏;有一位同学设计了如图所示的一个装置来保护鸡蛋,用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋,A夹板和B夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍,现将该装置从距地面4m的高处落下,装置着地时间短且保持竖直不被弹起,g取10m/s2。求:
(1)如果鸡蛋不被摔坏,直接撞击地面速度最大不能超过多少? (2)如果使用该装置,鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离x至少为多少?(小数点后面保留两位数字)
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如图甲所示,一质量为m=1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块在受到按如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动,第3s末物块运动到B点时速度刚好为0,第5s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ=0.2,(g取10m/s2)求:
(1)AB间的距离; (2)水平力F在5s时间内对物块所做的功。
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打点计时器接在50Hz的交流电源上时,每隔_______s打一个点。做匀变速直线运动的小车拖动纸带穿过打点计时器,纸带上记录的点如图,A、B、C、D、E为5个计数点,相邻两计数点间有4个点没标出。已知纸带与A点相近的一端跟小车相连,由此可知,小车的加速度大小为_______m/s2,方向与小车运动方向___________(填“相同”或“相反”);打C点时,小车的瞬时速度________m/s。(计算结果均保留三位有效数字)
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某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。该同学经正确操作得到打点纸带,在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点,依次为1、2、3、4、5、6、7,测量各计数点到第一个打点的距离h,并正确求出打相应点时的速度v。各计数点对应的数据见下表:
(1)请在图乙坐标中,描点作出v2-h图线_______; (2)由图线可知,重锤下落的加速度g′=________m/s2(保留三位有效数字); (3)若当地的重力加速度g=9.8m/s2,根据作出的图线,能粗略验证自由下落的重锤机械能守恒的依据是________。
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在“验证机械能守恒定律”的实验中: (1)供实验选择的重物有以下四个,应选择:(____) A.质量为10g的砝码 B.质量为200g的木球 C.质量为50g的塑料球 D.质量为200g的铁球 (2)下列叙述正确的是(____) A.实验中应用秒表测出重物下落的时间 B.可用自由落体运动的规律计算重物的瞬时速度 C.因为是通过比较和mgh是否相等来验证机械能是否守恒,故不需要测量重物的质量 D.释放重物前应手提纸带的上端,使纸带竖直通过限位孔 (3)质量m=1kg的物体自由下落,得到如图所示的纸带,相邻计数点间的时间间隔为0.04s,那么从打点计时器打下起点O到打下B点的过程中, 物体重力势能的减少量Ep=________J,此过程中物体动能的增加量Ek=________J。(g=9.8m/s2,保留三位有效数字)
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某探究小组为了研究小车在桌面上的直线运动,用自制“滴水计时器”计量时间。实验前,将该计时器固定在小车旁,如图(a)所示。实验时,保持桌面水平,用手轻推一下小车。在小车运动过程中,滴水计时器等时间间隔地滴下小水滴,图(b)记录了桌面上连续的6个水滴的位置。(已知滴水计时器每30s内共滴下46个小水滴) (1)由图(b)可知,小车在桌面上是_____________(填“从右向左”或“从左向右”)运动的。 (2)该小组同学根据图(b)的数据判断出小车做匀变速运动。小车运动到图(b)中A点位置时的速度大小为______m/s,加速度大小为________m/s2。(结果均保留2位有效数字)
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在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用的交流电的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.80m/s2,测得所用的重物的质量为1.00kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示。把第一个点记做O,另选连续的四个点A、B、C、D作为测量的点。经测量知道A、B、C、D四个点到O点的距离分别为62.99cm、70.14cm、77.67cm、85.58cm。根据以上数据可以计算出 (1)打点计时器打下计数点C时,物体的速度________m/s(结果保留三位有效数字); (2)重物由O点运动到C点,重力势能的减少量△EP= _______J(结果保留三位有效数字);动能的增加量△Ek= _______ J(结果保留三位有效数字)。 (3)通过计算,数值上△EP_____△Ek(填“<”、“ >”或 “=”), 这是实验存在误差的必然结果,该误差产生的主要原因是___________________________________。 (4)根据纸带提供的数据,在误差允许的范围内,重锤从静止开始到打出C点的过程中,得到的结论是_________。
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如图,倾角为30°的自动扶梯在电压为380V的电动机带动下以0.4m/s的恒定速率向斜上方运动,电动机的最大输出功率为4.9kW,空载时电动机中的电流为5A,若载人时扶梯的运动速率和空载时相同。设所载人的平均质量为60kg,重力加速度g=10m/s2。不计一切损耗,则扶梯匀速运动过程中 A. 站在扶梯上的人不受摩擦力作用 B. 扶梯可同时乘载的最多人数为25人 C. 扶梯可同时乘载的最多人数为40人 D. 无论空载、承载或满载,电动机的输出功率均为4.9kW
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如图a,物体在水平恒力F作用下沿粗糙水平地面由静止开始运动,在t=1s时刻撤去恒力F。物体运动的v-t图象如图b。重力加速度g=10m/s2,则 A. 物体在3s内的位移s=3m B. 恒力F与摩擦力f大小之比F:f=3:1 C. 物体与地面的动摩擦因数为 D. 3s内恒力做功WF与克服摩擦力做功Wf之比WF:Wf=3:2
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