(14分)如图所示,倾角θ = 60°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切,切点为B,轻弹簧一端固定,自由端在B点,整个轨道处在竖直平面内。现将一质量为m的小滑块(视为质点)紧靠且压缩弹簧,并从导轨上离水平地面高h = R的A处无初速下滑进入圆环轨道,恰能到达圆环最高点D,不计空气阻力。滑块与平直导轨之间的动摩擦因数μ = 0.5,重力加速度大小为g。求:
(1)滑块运动到圆环最高点D时速度υD的大小;
(2)滑块运动到圆环最低点时受到圆环轨道支持力N的大小;
(3)滑块在A处时弹簧的弹性势能Ep。
(14分)一质量m = 500 t的机车,以恒定功率P = 375 kW由静止出发,沿直线行驶了s = 2250m速度达到最大值υm = 54 km/h。若机车所受阻力f恒定不变,取重力加速度g = 10 m/s2,试求:
(1)机车受到阻力f的大小;(2)机车在这2250m内行驶所用的时间t。
(11分)某战士在倾角θ = 30°的山坡上进行投掷手榴弹训练。他从A点以某一初速度υ0沿水平方向投出手榴弹,正好落在B点,测得AB = 90m。设空气阻力不计,取重力加速度g = 10m/s2。
(1)该型号手榴弹从拉动弹弦到爆炸需要T = 5s的时间,若要求手榴弹正好在落地时爆炸,求战士从拉动弹弦到投出所用的时间△t;
(2)求手榴弹抛出的初速度υ0大小。
在“验证机械能守恒定律”的一次实验中,质量为1kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图所示,已知相邻计数点时间间隔为0.02s,则:
(1)纸带的________ (填“P”或“C”,必须用字母表示)端与重物相连;
(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度υB=________m/s(结果保留两个有效数字);
(3)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=________J,此过程中物体动能的增加量△Ek=________J;(取重力加速度g = 9.8m/s2,结果保留两个有效数字)
(4)通过计算,在实验误差允许范围内,数值上认为△EP______△Ek(填“<”、“>”或“=”),即机械能守恒定律得到验证。
假如2025年,你成功登上月球。给你一架天平(带砝码)、一个弹簧秤、一个秒表和一个小铁球,如何估测你在月球上用手竖直向上抛出一个小铁球时,手对小球所做的功。步骤:
(1)用弹簧秤、天平分别测量小球的 、 可以计算出月球表面重力加速度。(写出物理量名称和符号)
(2)用秒表测量小球从抛出到落回抛出点的时间t
(3)写出手对小球所做功W= 。(用直接测量的物理量符号表示)
某星球质量为地球质量的9倍,半径为地球半径的一半,物体在地球表面从某一高度、以某一初速度做平抛运动,其水平射程为60m。若物体在该星球表面从同样高度、以同样的水平速度做平抛运动,则其水平射程为( )
A.10m B.15m C.90m D.360m