(10分)在光滑的水平面上,用一根轻绳系一个质量为3千克小球,以10m/s速度做匀速圆周运动,半径为4m,若运动到A点,突然把绳再放长4米,绳绷紧后小球转入另一轨道上做匀速圆周运动,求:
(1)小球从放绳开始到运动到O点的另一侧与AO共线的B点所需的时间。
(2)在B点绳子所受的拉力。
(9分)某缓冲装置的理想模型如图所示,劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连,轻杆可在固定的槽内移动,与槽间的滑动摩擦力恒为f。 轻杆向右移动不超过 时,装置可安全工作。 一质量为m 的小车若以速度 撞击弹簧,可使轻杆向右移动了。轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面的摩擦。
(1)若弹簧劲度系数为k,求轻杆开始移动时,弹簧的压缩量
(2)求小车离开弹簧瞬间的速度V
(3)在轻杆运动的过程中,试分析小车的运动是不是匀变速运动?如果不是请说明理由,如果是请求出加速度a 。
(8分)如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm ,两点的连线与场强方向成60°角。将一个电量为−2×10−5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J 。则:
(1)在此过程中,电场力对该电荷做了多少功?
(2)A、B两点的电势差为多少?
(3)匀强电场的场强为多大?
(8分)如图所示,带有小孔的A、B两小球穿在水平放置的细杆上,相距为L,两小球各用一根长也是L的细绳连接小球C,三个小球的质量都是m.求:
(1)细线对B小球的拉力大小
(2)杆对小球A的支持力的大小.
(3)杆对小球A的摩擦力的大小.
在研究“物体加速度与力的关系”的实验中,某学习小组使用的实验装置如图所示。轨道木板水平放置,把小车从位移传感器(接收器)旁边释放后,传感器能记录任意时刻小车的位置,据此可求得小车的加速度。(钩码的质量为 m,重力加速度为g)
(1)指出该实验中的一个明显疏漏___ 。
(2)某次实验中,依据传感器的记录,在时间t内,小车由静止开始发生的位移为x则小车的加速度的表达式为a=___________。
(3)纠正了疏漏之处后,保持小车(包含发射器)的总质量为M不变,通过多次实验,依据得到的数据,在a—F图象中描点(如图所示)。结果发现右侧若干个点明显偏离直线,造成此误差的主要原因是:
A.小车与轨道之间存在摩擦 B.导轨保持了水平状态
C.所挂钩码的总质量太大 D.所用小车的质量太大
(4)若所挂钩码不断增加,a—F图象中各点连成的曲线将不断延伸,那么加速度的趋向值为______,绳子拉力的趋向值为______。
利用传感器可以探测、感受外界的信号、物理条件等。图甲所示为某同学用传感器做实验得到的小灯泡的U—I关系图线。
如果将该小灯泡接入图乙所示的电路中,已知电流传感器的示数为0.3A,电源电动势为3V。则此时小灯泡的电功率为 W,电源的内阻为 Ω。