(14分)如图所示,AB是倾角为的粗糙直轨道,是光滑的圆弧轨道,恰好在点与圆弧相切,圆弧的半径为.一个质量为的物体(可视为质点)从直轨道的点由静止释放,结果它在两轨道之间做往复运动.已知点与圆弧的圆心等高,物体与轨道间的动摩擦因素为,求:
(1)物体做往复运动的过程中,在轨道上通过的总路程.
(2)物体对圆弧轨道最低点的最小压力.
(12分)一颗在赤道上空飞行的人造地球卫星, 其轨道半径为r =3R(R为地球半径), 已知地球表面重力加速度为g,则:
(1)该卫星的运行周期是多大?
(2)若卫星的运动方向与地球自转方向相同, 已知地球自转角速度为0,某一时刻该卫星通过赤道上某建筑物的正上方, 再经过多少时间它又一次出现在该建筑物正上方?
(10分)如图所示,斜面倾角为45°,从斜面上方A点处由静止释放一个质量为m的弹性小球,在B点处和斜面碰撞,碰撞后速度大小不变,方向变为水平,经过一段时间在C点再次与斜面碰撞.已知AB两点的高度差为h,重力加速度为g,不考虑空气阻力.求:
(1)小球在AB段运动过程中重力做功的平均功率P;
(2)小球落到C点时速度的大小.
(10分)(1)为进行“验证机械能守恒定律”的实验,有下列器材可供选用:铁架台、打点计时器、复写纸、纸带、低压直流电源、导线、天平、重锤,其中不必要的器材有:________;缺少的器材是__________________________。
(2)某次“验证机械能守恒定律”的实验中,用6 V、50 Hz的打点计时器打出的一条无漏点的纸带,如图所示.O点为重锤下落的起点,选取的计数点为A、B、C、D,各计数点到O点的长度已在图上标出,单位为毫米,重力加速度取10m/s2,若重锤质量为1 kg.
①打点计时器打出B点时,重锤下落的速度vB=__________________________m/s,重锤的动能EkB=_______________J.
②从开始下落算起,打点计时器打B点时,重锤的重力势能减少量为_______________J.
(6分)给你一架天平和一只秒表,来探究用手急速竖直上抛小球时,手对小球所做的功.
(1)实验中,需要测量的物理量是_________和_________.
(2)手对小球所做功的表达式W=_________.(重力加速度为g)
质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B.支架的两直角边长度分别为和,支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动,如图所示.开始时OA边处于水平位置,由静止释放,则
A.A球的最大速度为
B.A球的速度最大时,两小球的总重力势能最小
C.A球的速度最大时,两直角边与竖直方向的夹角为45°
D.A、B两球的最大速度之比vA∶vB=2∶1