(10分)如图所示,将倾角θ=30°、表面粗糙的斜面固定在地面上,用一根轻质细绳跨过两个光滑的半径很小的滑轮连接甲、乙两物体(均可视为质点),把甲物体放在斜面上且细绳与斜面平行,把乙物体悬在空中,并使细绳拉直且偏离竖直方向α=60°开始时甲、乙均静止.现同时释放甲、乙两物体,乙物体将在竖直平面内往返运动,测得绳长OA 为l=0.5 m,当乙物体运动经过最高点和最低点时, 甲物体在斜面上均恰好未滑动,已知乙物体的质量为m=1 kg, 忽略空气阻力, 取重力加速度g=10 m/s2. 求:
(1)乙物体在竖直平面内运动到最低点时的速度大小以及所受的拉力大小(结果可用根式表示).
(2)甲物体的质量以及斜面对甲物体的最大静摩擦力的大小.
(3)斜面与甲物体之间的动摩擦因数μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,结果保留两位有效数字)
(10分)如图所示,A物体用板托着,位于离地h=1.0m处,轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连,绳子处于绷直状态,已知A物体质量M=1.5㎏,B物体质量m=1.0kg,现将板抽走,A将拉动B上升,设A与地面碰后不反弹,B上升过程中不会碰到定滑轮,问:B物体在上升过程中离地的最大高度为多大?取g =10m/s2.
(6分)在“验证机械能守恒的实验”中,已知打点计时器使用的交流电源的周期为0.02s,当地的重力加速度g=9.80m/s2。该实验选取的重锤质量为1.00kg,选取如图所示的一段纸带并测量出相邻各点之间的距离,利用这些数据验证重锤通过第2点至第5点间的过程中遵从机械能守恒定律。通过计算可以得出在第2点位置时重锤的动能为_________J;第5点位置重锤时的动能为_________J;重锤从第2点至第5点间的过程中重力势能的减小量为_________J。(保留三位有效数字)
(8分)如图所示,将轻弹簧放在光滑的水平轨道上,一端与轨道的A端固定在一起,另一端正好在轨道的B端处,轨道固定在水平桌面的边缘上,桌边悬一重锤.利用该装置可以找出弹簧压缩时具有的弹性势能与压缩量之间的关系.(1)为完成实验,还需下列那些器材?答: .
A.秒表 B.刻度尺 C.白纸 D.复写纸 E.小球 F.游标卡尺
(2)如果在实验中,得到弹簧压缩量x和小球离开桌面后的水平位移s的一些数据如下表,则得到的实验结论是 .
实验次序 |
1 |
2 |
3 |
4 |
x/cm |
2.00 |
3.00 |
4.00 |
5.00 |
s/cm |
10.20 |
15.14 |
20.10 |
25.30 |
如图所示,在光滑水平面上,有质量分别为3m和m的物体a、b,其中a的左端与轻弹簧相连,轻弹簧的另一端固定在墙上。开始a处于静止状态,b以速度v0向左运动,与a发生正碰后,两物体以相同的速度压缩弹簧。则弹簧获得的最大弹性势能是
A.mv02/2 B.mv02/4
C.mv02/8 D.mv02/16
早在19世纪,匈牙利物理学家厄缶就明确指出:“沿水平地面向东运动的物体,其质量(即:列车的视重或列车对水平轨道的压力)一定要减轻.”后来,人们常把这类物理现象称之为“厄缶效应”.如图4-2-22所示,我们设想,在地球赤道附近的地平线上,有一列质量是M的列车,正在以速率v沿水平轨道匀速向东行驶.已知:(1)地球的半径R;(2)地球的自转周期T.今天我们像厄缶一样,如果仅仅考虑地球的自转影响(火车随地球做线速度为R的圆周运动)时,火车对轨道的压力为N;在此基础上,又考虑到这列火车相对地面又附加了一个线速度v,做更快的匀速圆周运动,并设此时火车对轨道的压力为.那么,单纯地由于该火车向东行驶而引起火车对轨道的压力减轻的数量(N-)为
A.M B.M[+2()v]
C.M()v D.M[+()v]