探究能力是物理学研究的重要能力之一。物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能,转动动能的大小与物体转动的角速度有关。为了研究某一砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系。某同学采用了下述实验方法进行探索:(图5)先让砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,由于克服转轴间摩擦力做功,砂轮最后停下,测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数n,通过分析实验数据,得出结论。经实验测得的几组ω和n如下表所示:
ω/rad·s-1 |
0.5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
n |
5.0 |
20 |
80 |
180 |
320 |
Ek/J |
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|
|
|
另外已测得砂轮转轴的直径为1cm,转轴间的摩擦力为10/πN。
(1)计算出砂轮每次脱离动力的转动动能,并填入上表中。
(2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式为 。
(3)若测得脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s,则它转过45圈后的角速度为 rad/s。
如图所示,用长约l的细线栓住铁球做成摆,细线的上端固定,在悬点的正下方D处放一刮脸刀片,刀片平面取水平方向,刀刃与摆线的运动方向斜交而不要垂直,见俯视图,这样才能迅速把线割断,仔细调整刀刃的位置,使之恰好能在球摆到最低点时把线割断,割断处应尽量靠近摆球,在水平地面上放一张白纸,上面再放一张复写纸。实验时,将质量为m的摆球拉离平衡位置B,测出小球在点A处相对于B点的高度h1。释放摆球,当摆球经过平衡位置时,摆线被割断,小球即作平抛运动,落地后在白纸和复写纸上打下落点的痕迹,测出射程s和抛出点离地面的高度h2。根据平抛运动规律进行推导,进而得出机械能守恒的结论。将小球从A′位置释放,重做实验,再验证结论。下列说法中正确的是( )
A.小球在B点时的动能为EK=
B.小球在A点相对于B点的势能为
C.小球在B点时的动能为EK=
D.小球在A点相对于B点的势能为
如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面,其运动的加速度为,此物体在斜面上上升的最大高度为h,则在这个过程中物体( )
A.重力势能增加了 B.重力势能增加了mgh
C.动能损失了mgh D.机械能损失了
一个质量为2kg的物体,在5个共点力作用下匀速直线运动.现同时撤去大小分别为10N和15N的两个力,其余的力保持不变,关于此后该物体运动的说法中正确的是( )
A.可能做匀减速直线运动,加速度大小是10m/s2
B.可能做匀速圆周运动,向心加速度大小是5m/s2
C.可能做匀变速曲线运动,加速度大小可能是5m/s2
D.一定做匀变速直线运动,加速度大小可能是10m/s2
一小型玩具火箭从地面先匀加速上升,燃料用尽后最终落回地面,其运动的图象如图所示,求:
(1)0至2S时段的加速度及3S以后的加速度;
(2)火箭离地面的最大高度;
(3) 火箭从发射到落地经历的总时间。
如图所示,悬挂的直杆长为,在其下处,有一长为的无底圆筒,若将悬线剪断,直杆能穿过圆筒。求:
(1)从悬线剪断至直杆B端到达圆筒上端所用的时间;
(2)直杆穿过圆筒所用的时间。