图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口沿水平方向,AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧.投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定,在弹簧上端放置一粒鱼饵,解除锁定,弹簧可将鱼饵弹射出去.设质量为m的鱼饵到达管口C时,对管壁的作用力恰好为零.不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,且锁定和解除锁定时,均不改变弹簧的弹性势能.已知重力加速度为g.求:
1.质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1;
2. 弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep;
3. 已知地面与水面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线OO′在90°角的范围内来回缓慢转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵,鱼饵的质量在m到m之间变化,且均能落到水面.持续投放足够长时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少?
重力势能EP=mgh实际上是万有引力势能在地面附近的近似表达式,其更精确的表达式应为。式中的G为万有引力恒量,M为地球质量,m为物体的质量,r为物体到地心的距离,并以无限远处的引力势能为零势能。一颗质量为m的地球卫星,在离地高度为H处环绕地球做匀速圆周运动。已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球质量未知。试求:
1.卫星做匀速圆周运动的线速度;
2.卫星的引力势能;
3.卫星的机械能;
4.若要使卫星能飞离地球(飞到引力势能为零的地方),则卫星至少要具有多大的初速度从地面发射?
如图所示,长度为l的轻绳上端固定在O点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略).
1.在水平拉力F的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为α,小球保持静止,画出此时小球的受力图,并求力F的大小.
2.由图示位置撤去力F静止释放小球,求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力.不计空气阻力.
在某城市的一条道路上,规定车辆行驶速度不得超过40km/h。在一次交通事故中,肇事车是一辆卡车,量得这辆卡车紧急刹车(车轮被抱死)时留下的刹车痕迹长为9m,已知该卡车紧急刹车时的加速度大小是8m/s2。
1.判断该车是否超速。
2.求刹车时间。
用打点计时器和重物在自由下落的情况下验证机械能守恒定律的实验中,电源频率为50 Hz,依次打出的点为0、1、2、3、4,则
1.在图两条纸带中应选取的纸带是 ,因为 。
2.如从起点0到第3点之间来验证,必须测量和计算出的物理量为 ,验证的表达式为 。
在研究弹簧的形变与外力的关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧外力的弹性限度内进行的.用
记录的外力F与弹簧的形变量,作出图线如图所示,由图可知弹簧的劲度系数为 N/m,图线不过坐标原点的原因是由于 .