下列有关功和能量的说法中,正确的是:
A.功有正负,说明功是矢量;
B.功的大小可以定量一个物体的能量大小;
C.功就是能量,功和能量可以相互转化;
D.功是能量转化的量度。
如图所示,空间内存在水平向右的匀强电场,在虚线MN的右侧有垂直纸面向里、磁感应强度为B的水平匀强磁场,一质量为m、带电荷量为+q的小颗粒自A点由静止开始运动,刚好沿直线运动至光滑绝缘的水平面C点,与水平面碰撞后小颗粒的竖直分速度立即减为零,而水平分速度不变,小颗粒运动至D处刚好离开水平面,然后沿图示曲线DP轨迹运动,AC与水平面夹角α=37°,sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度为g,求:
(1)匀强电场的场强E;
2)AD之间的水平距离d;
(3)已知小颗粒在轨迹DP上某处达到最大速度vm,该处轨迹的曲率半径是该处距水平面高度的k倍,则该处的高度为多大?
提示:一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图所示,曲线上的A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径r叫做A点的曲率半径。
如图所示,水平放置的轻弹簧左端固定,小物块P(可视为质点)置于水平桌面上的A点,并与弹簧右端接触,此时弹簧处于原长。现用水平向左的推力将P缓慢地推至B点,此时弹簧的弹性势能为Ep= 28J。撤去推力后,P沿桌面滑到一个上表面与桌面等高且静止在光滑水平地面上的长木板Q上,已知P、Q的质量均为m=2kg,A、B间的距离L1=4m,A距桌子边缘C的距离L2=2m,P与桌面及P与Q间的动摩擦因数都为μ=0.1,g取10m/s2,求:
(1)P刚滑到Q上时的速度大小;
(2)当Q的长度为3m时,试通过计算说明P是否会滑离Q。若不会滑离,则求出P、Q的共同速度大小;若会滑离,则求出当P滑离Q时,P和Q的速度各为多大?
发射同步卫星需要有高超的技术,一般先用多级火箭,将卫星送入近地圆形轨道,此轨道称为初始轨道;当卫星飞临赤道上空时,控制火箭再次点火,短时间加速,卫星就会按椭圆轨道(也称转移轨道)运动;当卫星飞临远地点时,再次点火加速,卫星就最后进入同步轨道。如图所示为某次同步卫星发射的轨道示意图,椭圆轨道的近地点为A,远地点为B。假设A距地面高度为h,卫星在同步轨道上飞行n圈所用的时间为t,地球表面的重力加速度为g,地球半径R,试求:
(1)卫星在初始轨道上稳定运行时,经过A点的加速度aA的大小;
2)卫星在同步轨道上稳定运行时的速度v的大小。
在做“验证机械能守恒定律”的实验时,同学们设计了两种方案来进行实验,其装置分别如图甲和乙。
(1)比较这两种方案, (填“甲”或“乙”)方案好些;
(2)某小组同学开始实验时情形如图丙所示,接通电源释放纸带。请指出该组同学在实验 操作中存在的两处明显错误或不当的地方:
① ,②___ _;
(3)另一小组同学在实验中得到一条纸带,已知相邻两个计数点之间的时间间隔T=0.02s,且测得每两个计数点间的距离如图丁中所示,但有两处记录的数据被污染。则根据剩余数据计算出的物体运动的加速度a= m/s2;由此判断,该纸带是采用实验方案 (填“甲”或“乙”)得到的。
在光滑的水平地面上方,有两个磁感应强度大小均为B,方向相反的水平匀强磁场,如图所示的PQ为两个磁场的边界,磁场范围足够大。用单位长度电阻为R的均匀金属丝制成一个直径为a、质量为m的金属圆环,使其以垂直于磁场方向的水平速度v从图中实线所示位置开始运动,且圆球平面始终垂直于磁场,当圆环运动到直径刚好与边界线PQ重合时,圆环的速度为v/2,则下列说法正确的是
A.此时圆环中的电功率为
B.此时圆环的加速度为
C.此过程中通过金属丝横截面积的电量为
D.此过程中回路产生的焦耳热为0.75mv2