如图所示,半径分别为R和r(R>r)的甲乙两光滑圆轨道安置在同一竖直平面内,两轨道之间由一光滑水平轨道CD相连,在水平轨道CD上有一轻弹簧被a、b两个小球夹住,但不拴接.同时释放两小球,a、b球恰好能通过各自的圆轨道的最高点.(1)已知小球a的质量为m,求小球b的质量.
(2)若ma=mb=m,且要求a、b都还能够通过各自的最高点,则弹簧在释放前至少具有多大的弹性势能.
倾角为30°的足够长光滑斜面下端与一足够长光滑水平面相接,连接处用一光滑小圆弧过渡,斜面上距水平面高度分别为h1=5 m和h2=0.2 m的两点上,各固定一小球A和B.某时刻由静止开始释放A球,经过一段时间t后,同样由静止开始释放B球.g取10 m/s2,则:
(1)为了保证A、B两球不会在斜面上相碰,t最长不能超过多少?
(2)在满足(1)的情况下,为了保证两球在水平面上的碰撞次数不少于两次,两球的质量mA和mB应满足什么条件?(假设两球的碰撞过程没有能量损失)
航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2 kg,动力系统提供的恒定升力F=28 N.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10 m/s2.
(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8 s时到达高度H=64 m.求飞行器所受阻力f的大小;
(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6 s时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力.求飞行器能达到的最大高度h;
(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3.
如图,用底部带孔的玻璃试管和弹簧可以组装一个简易“多功能实验器”,利用该实验器,一方面能测弹簧的劲度系数,另一方面可测量小球平抛运动初速度,还可以用来验证弹性势能大小与弹簧缩短量间的关系.
(1)用该装置测量弹簧劲度系数k时需要读出几次操作时的________和________,然后由公式________求出k的平均值.
(2)使用该装置测量小球的初速度时,需要多次将弹簧右端压到________(填“同一”或“不同”)位置.然后分别测出小球几次飞出后的________和________,再由公式________求出初速度的平均值.
(3)由于弹簧缩短时弹性势能Ep的大小等于弹出的小球的初动能.因此用该装置可验证弹簧弹性势能Ep与弹簧缩短量x之间的关系是否满足Ep∝x2,主要步骤如下,请排出合理顺序________.
A.改变拉引细线的拉力即改变弹簧长度,从刻度尺读出x2、x3…并求出对应小球初速度v2、v3
B.调好装置,用手缓缓拉引拴住弹簧右端的细线,使弹簧缩短到某一位置,用刻度尺读出弹簧缩短量x1,并将小球轻推至管内弹簧端点处
C.突然释放细线,弹出的球平抛运动到复写纸上,留下痕迹,测出相关距离,求出小球初速度v1
D.分析数据,比较几次v2与x2之间的关系,可得结论
某同学用如图的装置“验证动量守恒定律”,水平地面上的O点是斜槽轨道末端在竖直方向的射影点.实验时,先将球a从斜槽轨道上某固定点由静止释放,在水平地面上的记录纸上留下压痕,重复多次;再把同样大小的球b放在斜槽轨道水平段的末端处静止,让球a仍从原固定点由静止释放,之后与b球相碰,碰后两球分别落在记录纸上的不同位置,重复多次.实验中必须测量的物理量是________.(填序号字母)
A.小球a、b的质量ma、mb
B.小球a、b的半径r
C.斜槽轨道末端在水平地面的高度H
D.小球a、b离开斜槽轨道后做平抛运动的飞行时间
E.记录纸上O点到两小球碰撞前后的平均落点A、B、C的距离
静止在粗糙水平面上的物体,受到水平方向的拉力作用由静止开始运动,在0~6 s内其速度与时间图象和拉力的功率与时间图象如图所示,则物体的质量为(取g=10 m/s2)( )
