一个轻质细绳一端系一质量为m=0.05kg的小球A,另一端挂在光滑水平轴O上,O到小球的距离为L=0.1m,小球跟水平面接触,但无相互作用,在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板,如图所示,水平距离S为2m,动摩擦因数为0.25。现有一滑块B,质量也为m,从斜面上滑下后,与小球进行碰撞时交换速度,与挡板碰撞不损失机械能。若不计空气阻力,并将滑块和小球都视为质点,g取10m/s2。试问:
(1)若滑块B从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后,使小球恰好在竖直平面内做圆周运动,求 此高度h。
(2)若滑块B从h′=5m处滑下,求滑块B与小球第一次碰撞后瞬间绳子对小球的拉力。
(3)若滑块B从h′=5m处下滑与小球碰撞后,小球在竖直平面内做圆周运动,求小球做完整圆周运动的次数。
2009年3月1日,完成使命的“嫦娥一号”卫星成功撞击月球。 “嫦娥一号”卫星在北京航天飞行控制中心科技人员的精确控制下,15时36分,卫星启动发动机开始变轨,然后关闭发动机沿抛物线下落,16时13分10秒成功落在月球的丰富海区域。撞击产生了高达10km的尘埃层,设尘埃在空中时只受到月球的引力。模拟撞击实验显示,尘埃能获得的速度可达到卫星撞击前速度的11%;在卫星变轨过程中,航天飞行控制中心还测得,卫星在离月球表面高176km的圆轨道上运行的周期为,在近月(高度不计)圆轨道上运行的周期。计算时取。试估算(结果保留两位有效数字)
⑴月球半径和月球表面重力加速度;
⑵空中尘埃层存在的时间;
汽车发动机的额定牵引功率为60kw,汽车的质量为5×103kg,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车重的0.1倍,试求:
(1)汽车保持额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?
(2)若汽车从静止开始,保持以0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?
(10分)如图为一滑梯的示意图,滑梯的长度AB为 L= 5.0m,倾角θ=37°。 BC段为与滑梯平滑连接的水平地面。一个小孩从滑梯顶端由静止开始滑下,离开B点后在地面上滑行了S = 2.25m后停下。小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ = 0.3。不计空气阻力。取g = 10m/s2。已知sin37°= 0.6,cos37°= 0.8。求:
(1)小孩沿滑梯下滑时的加速度a的大小;
(2)小孩滑到滑梯底端B时的速度v的大小;
(3)小孩与地面间的动摩擦因数μ′。
如图11(a)所示,小车放在斜面上,车前端栓有不可伸长的细线,跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连,小车后面与打点计时器的纸带相连。起初小车停在靠近打点计时器的位置,重物到地面的距离小于小车到滑轮的的距离。启动打点计时器,释放重物,小车在重物的牵引下,由静止开始沿斜面向上运动,重物落地后,小车会继续向上运动一段距离。打点计时器使用的交流电频率为50 Hz。图11(b)中a、b、c是小车运动纸带上的三段,纸带运动方向如箭头所示。
⑴根据所提供纸带上的数据,计算打c段纸带时小车的加速度大小为_________m/s2。(结果保留两位有效数字)
⑵打a段纸带时,小车的加速度是2.5 m/s2。请根据加速度的情况,判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的_________。
⑶如果取重力加速度10 m/s2,由纸带数据可推算出重物与小车的质量比为_________。
在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中,电源的频率为50Hz,依次打出的点为0,1,2,3,4,…,n.则:
① 在图中所示的两条纸带中应选取的纸带是 ,原因是 .
② 如用从起点0到第3点之间来验证,必须直接测量的物理量为 ,必须计算出的物理量为 ,验证的表达式为 .
③ 下列实验步骤操作合理的顺序排列是___________ _(填写步骤前面的字母)
A.将打点计时器竖直安装在铁架台上,
B.接通电源,再松开纸带,让重物自由下落,
C.取下纸带,更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验,
D.将重物固定在纸带的一端,让纸带穿过打点计时器,用手提纸带,
E.选择一条纸带,用刻度尺测出物体下落的高度h1,h2,h3,…hn,计算出对应的瞬时速度v1,v2,v3,…,vn,
F.分别算出和mghn,在实验误差范围内看是否相等.
④ 本实验中,计算出从0点到某点重力势能的减少量与动能的增加量相比较,是偏小还是偏大?请写出减少偏差的实验改进措施.