下列说法中,正确的是:
A.公式E=只适用于真空中点电荷电场
B.由公式U=,说明两点间的电势差U与电场力做功W成正比,与电荷量q成反比
C.由公式可知,电势与电势能EP成正比,与放入电场中检验电荷的电荷量q成反比。
D.在公式F=k中,k是点电荷q2产生的电场在点电荷q1处的场强大小;而k是点电荷q1产生的电场在点电荷q2处场强的大小
(12分)一同学想设计一个轨道玩具,其设想是将一光滑的倾角为θ斜面轨道和一半径为r的光滑半圆弧轨道两轨道平滑无缝连接,半圆弧轨道最高点和最低点在同一竖直线上,在轨道连接处无能量损失,让一小球从斜面上某一位置由静止释放,沿斜面轨道和半圆弧轨道运动,经过圆弧的顶点水平抛出并垂直落在斜面上,如图所示,如果他的想法可行,则斜面倾角θ应满足什么条件?在满足条件的情况下,小球释放位置距斜面底端高h为?
(12分)如图所示,在倾角为37o的斜面上,一劲度系数为k=100N/m的轻弹簧一端固定在A点,自然状态时另一端位于B点。斜面上方有一半径R=0.2m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道与斜面相切于C处,圆弧轨道的最高点为D。斜面AB段光滑,BC段粗糙且长度为0.4m。现将一质量为1kg的小物块从C点由静止释放,小物块将弹簧压缩了0.2m后速度减为零(不计小物块到达B处与弹簧碰撞时的能量损失)。已知弹簧弹性势能表达式Ek=kx2,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,重力加速度取g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8。(计算结果可保留根号)求:
⑴小物块与斜面BC段间的动摩擦因数μ
⑵小物块第一次返回BC面上时,冲到最远点E,求BE长
⑶若用小物块将弹簧压缩,然后释放,要使小物块在CD段圆弧轨道上运动且不脱离圆弧轨道,则压缩时压缩量应满足的条件
(8分)土星上空有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动。其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心距离分别为rA=8.0×104 km和r B=1.2×105 km。忽略所有岩石颗粒间的相互作用。(结果可用根式表示)
⑴求岩石颗粒A和B的线速度之比;
⑵求岩石颗粒A和B的周期之比;
⑶土星探测器上有一物体,在地球上重为10 N,推算出他在距土星中心3.2×105 km处受到土星的引力为0.38 N。已知地球半径为6.4×103 km,请估算土星质量是地球质量的多少倍?
(7分)通过“30m折返跑”的测试成绩可以反应一个人的身体素质。在平直的跑道上,一学生站立在起点线处,当听到起跑口令后(测试员同时开始计时),跑向正前方30m处的折返线,到达折返线处时,用手触摸固定在折返线处的标杆,再转身跑回起点线,返程无需减速,到达起点线处时,停止计时,全过程所用时间即为折返跑的成绩。学生可视为质点,加速或减速过程均视为匀变速,触摸杆的时间不计。该学生加速时的加速度大小为a1=2.5m/s2,减速时的加速度大小为a2=5m/s2,到达折返线处时速度需减小到零,并且该生全过程中最大速度不超过vm=12m/s。求该学生“30m折返跑”的最好成绩(最短时间tm)。
“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如下图所示的(甲)或(乙)方案来进行。
⑴比较这两种方案,___________(填“甲”或“乙”)方案好些,理由是_______________________________。
⑵如图(丙)是该实验中得到的一条纸带,测得每两个计数点间的距离如图所示,已知每两个计数点之间的时间间隔T=0.1s。物体运动的加速度a=___________m/s2(保留两位有效数字);该纸带是采用__________(填“甲”或“乙”)实验方案得到的。
⑶图(丁)是采用(甲)方案时得到的一条纸带,在计算图中N点速度时,几位同学分别用下列不同的方法进行,其中正确的是:( )
A. B. C. D.