质量为m的小球B用一根轻质弹簧连接.现把它们放置在竖直固定的内壁光滑的直圆筒内,平衡时弹簧的压缩量为x
,如图所示,小球A从小球B的正上方距离为3x
的P处自由落下,落在小球B上立刻与小球B粘连在一起向下运动,它们到达最低点后又向上运动,并恰能回到0点(设两个小球直径相等,且远小于x
略小于直圆筒内径),已知弹簧的弹性势能为
,其中k为弹簧的劲度系数,△x为弹簧的形变量.求:
(1)小球A质量.
(2)小球A与小球B一起向下运动时速度的最大值.
考点分析:
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在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块,一颗质量为m的子弹以初速v0水平射入木块,且陷入木块的最大深度为d.设冲击过程中木块的运动位移为s,子弹所受阻力恒定.试证明:s<d.
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设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务,乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱,如图所示.为了安全,返回舱与轨道舱对接时,必须具有相同的速度.已知返回舱返回过程中需克服火星的引力做功
,返回舱与人的总质量为m,火星表面的重力加速度为g,火星的半径为R,轨道舱到火星中心的距离为r,不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响,则该宇航员乘坐的返回舱至少需要获得多少能量才能返回轨道舱?
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如图所示为波源O振动1.5s时沿波的传播方向上部分质点振动的波形图,已知波源O在t=0时开始沿x轴负方向振动,t=1.5s时它正好第二次到达波谷,问:
(1)y=5.4m的质点何时第一次到达波峰?
(2)从t=0开始至y=5.4m的质点第一次到达波峰的这段时间内,波源通过的路程是多少?
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气垫导轨是常用的一种实验仪器.它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图所示(弹簧的长度忽略不计),采用的实验步骤如下:
a.用天平分别测出滑块A、B的质量m
A、m
B.
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平.
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上.
d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L
1.
e.按下电钮放开卡销,同时使记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作.当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时,记下A、B分别到达C、D的运动时间t
1和t
2.
(1)实验中还应测量的物理量是______.
(2)利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是______.
(3)利用上述实验数据能否测出被压缩弹簧的弹性势能的大小?______.如能,请写出表达式______.
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取一根轻质弹簧,上端固定在铁架台上,下端系一金属小球,如图甲所示.把小球沿竖直方向拉离平衡位置后释放,小球将在竖直方向做简谐运动(此装置也称竖直弹簧振子).一位同学用此装置研究竖直弹簧振子的周期T与小球质量m的关系.他多次换用不同质量的小球并测得相应的周期,现将测得的六组数据,用“•”标示在以m为横坐标、T
2为纵坐标的坐标纸上,如图乙所示.
(1)根据图乙中给出的数据作出T
2与m的关系图线
(2)假设图乙中图线的斜率为b,写出T与m的关系式为______
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