高台滑雪以其惊险刺激而闻名,运动员在空中的飞跃姿势具有很强的观赏性。某滑雪轨道的完整结构可以简化成如图所示的示意图。其中AB段是助滑雪道,倾角α=30°,BC段是水平起跳台,CD段是着陆雪道, AB段与BC段圆滑相连,DE段是一小段圆弧(其长度可忽略),在D、E两点分别与CD、EF相切,EF是减速雪道,倾角θ=37°。轨道各部分与滑雪板间的动摩擦因数均为μ=0.25,图中轨道最高点A处的起滑台距起跳台BC的竖直高度h=10 m。A点与C点的水平距离L1=20 m. 运动员连同滑雪板的质量m=60 kg,滑雪运动员从A点由静止开始起滑,通过起跳台从C点水平飞出,落在着陆雪道CD上后沿斜面下滑到D时速度为20m/s. 运动员可视为质点,设运动员在全过程中不使用雪杖助滑,忽略空气阻力的影响,sin37°=0.6,cos37°=0.8. 求:
(1)运动员从A点到C点的过程中克服摩擦力所做的功;
(2)在着陆雪道CD上的着陆位置与C点的距离;
(3)从运动员到达D点起,经3.0s正好通过减速雪道EF上的G点,求EG之间的距离。
如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,另一端自由伸长。质量为2m的光滑弧形槽静止在光滑水平面上,底部与水平面平滑连接,让一个质量为m的小球从槽高h处开始自由下滑,小球到水平面后恰能压缩弹簧且被弹簧反弹。槽左侧光滑水平面长度足够。求:
(1)小球第一次到达水平面时的速度大小;
(2)从开始运动到小球第一次到水平面过程中,小球对槽做的功;
(3)小球第一次追上槽后能上升的最大高度?
如图所示,粗糙的水平面连接一个竖直平面内的半圆形光滑轨道,其半径为R=0.1 m,半圆形轨道的底端放置一个质量为m=0.1 kg的小球B,水平面上有一个质量为M=0.3 kg的小球A以初速度v0=4.0m/s开始向着木块B滑动,经过时间t=0.80s与B发生弹性碰撞。设两小球均可以看作质点,它们的碰撞时间极短,且已知木块A与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,。求:
(1)两小球碰前A的速度;
(2)小球B运动到最高点C时对轨道的压力;
(3)确定小球A所停的位置距圆轨道最低点的距离。
如图所示,在光滑的水平面上有一质量为M=2m的L型小车,车子的右壁固定有一个处于锁定状态的压缩轻弹簧,弹簧中储存的弹性势能为Ep,弹簧处于自然状态时将伸长到O点,小车在O点的右侧上表面光滑而左侧上表面粗糙且足够长,小车上有一质量为m的物块A,刚好与弹簧接触但不连接,在地面上有一固定的挡板P,P与小车右端接触但不粘连。在某一时刻,弹簧突然解除锁定,求:
(1)物块A与弹簧分离时的速度v0;
(2)小车运行的最大速度v;
(3)系统克服摩擦而产生的热量Q。
如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题:
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有______。(填入正确选项前的字母)
A.米尺 B.秒表
C.0~12V的直流电源 D.0~12V的交流电源
(2)有4条用打点计时器(所用交流电频率为50Hz)打出的纸带A、B、C、D,其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的。为找出该纸带,某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3。请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为 。(已知当地的重力加速度为9.791m/s2)
A.61.0mm 65.8mm 70.7mm B.41.2mm 45.1mm 53.0mm
C.49.6mm 53.5mm 57.3mm D.60.5mm 61.0mm 60.6mm
在“用单摆测重力加速度”的实验中:
(1)下面所给器材中,选用哪些器材较好,请将所选用器材前字母依次填在指定位置
A.长1m的左右的细线 B.长30cm左右的细线 C.直径2cm的铅球 D.直径2cm的木球 E.秒表 F.时钟 G.最小刻度是厘米的直尺 H.最小刻度是毫米的直尺
所选器材有:
(2)某同学测出了n次全振动的时间为t,测得摆线长度为l,摆球的直径为d,用上述物理量的符号写出测重力加速度的一般表达式为g=
(3)宇航员在某星球上也利用单摆测该星球表面处的重力加速度。实验测得了5种不同摆长情况下单摆的振动周期,记录如下:
l(m) |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
1.2 |
T(s) |
1.01 |
1.23 |
1.46 |
1.56 |
1.73 |
T2(s2) |
1.02 |
1.51 |
2.13 |
2.43 |
3.00 |
以l为纵坐标,T2为横坐标在答题卷上作出l-T2图形,并利用图线求出该星球表面的重力加速度的大小为g= (计算中取)