（17分）如图所示，半径为R的1/4光滑圆弧支架竖直放置，支架底AB离地的距离为2R，圆弧边缘C处有一光滑的小定滑轮，一根跨过定滑轮、足够长的轻绳，两端分别系着可视为质点的质量分别为
与
的物体，紧靠小定滑轮，且
。开始时、均静止。
（1）为使释放后能到达A点，与之间必须满足什么关系？
（2）如果
，试求释放后经过圆弧最低点A时的速度大小。
（3）若质量为m的到达圆弧最低点时绳突然断开，求落地时重力的功率。
（15分）“嫦娥二号”探月卫星于2010年10月1日成功发射，这次发射的卫星直接进入近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的地月转移轨道而奔月。当卫星到达月球附近的特定位置时，卫星就必须“急刹车”，也就是近月制动，以确保卫星既能被月球准确捕获，又不会撞上月球，并由此进入近月点100公里、周期12小时的椭圆轨道
。再经过两次轨道调整，最终进入100公里的近月圆轨道
，轨道和相切于P点，如图所示。
设月球质量为M，半径为r，“嫦娥二号”卫星质量为m，轨道b距月球表面的高度为h，引力常量为G。试求下列问题：
（1）进入近月圆轨道b后，请写出卫星受到月球的万有引力表达式。
（2）卫星在近月圆轨道b上运行的速度表达式。
（3）卫星分别在椭圆轨道、近月圆轨道运动时，试比较经过P点的加速度大小，并简述理由。
（8分）如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律，小车上固定一个盒子，盒子内盛有沙子，沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m，小车的总质量(包括小车、盒子及盒内沙子质量)记为M。
（1）验证在质量不变的情况下，加速度与合外力成正比：从盒子中取出一些沙子，装入沙桶中，称量并记录沙桶的总重力mg，将该力视为合外力F，对应的加速度
则从打下的纸带上计算得出。多次改变合外力F的大小，每次都会得到一个相应的加速度。本次实验中，桶内的沙子取自小车中，故系统的总质量不变。以合外力F为横轴，以加速度为纵轴，画出a—F图象，图象是一条过原点的直线。
①a—F图线斜率的物理意义是 。
②你认为把沙桶的总重力mg当做合外力F是否合理？答：________。(填“合理”或”不合理”)；
③本次实验中，是否应该满足材M >>m这样的条件?答：__________ (填“是”或“否”)；
理由是_____________________________________________。
（2）验证在合外力不变的情况下，加速度与质量成反比：保持桶内沙子质量m不变，在盒子内添加或去掉一些沙子，验证加速度与质量的关系。本次实验中，桶内的沙子总质量不变，故系统所受的合外力不变。用图象法处理数据时，以加速度为纵轴，应该以____________的倒数为横轴。
（9分）用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源，输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落，打点计时器在重锤拖着的纸带上打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律。
（1）下面列举了该实验的几个操作步骤：
A.按照图示的装置安装器件；
B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上；
C.用天平测出重锤的质量；
D.先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；
E.测量纸带上某些点间的距离；
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
其中没有必要进行的步骤是 ，操作不当的步骤是 。
（2）利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如图所示。使用交流电的频率为
，则计算重锤下落的加速度的表达式
=
。(用
、
、
、
及表示)
（3）在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存在阻力作用，可以通过该实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度为g，还需要测量的物理量是
。试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中受到的平均阻力大小
=_________________。
如图所示，一足够长的光滑斜面，倾角为
，一弹簧上端固定在斜面的顶端，下端与物体
相连，物体b上表面粗糙，在其上面放一物体a，a、b间的动摩擦因数为
(
)，将物体a、b从O点由静止开始释放，释放时弹簧恰好处于自由伸长状态，当b滑到A点时，a刚好从b上开始滑动；滑到B点时a刚好从b上滑下，b也恰好速度为零，设a、b间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。下列对物体a、b运动情况描述正确的是(
)
A.从O到A的过程，两者一直加速，加速度大小从
一直减小，在A点减为零
B.经过A点时，a、b均已进入到减速状态，此时加速度大小是
C.从A到B的过程中，a的加速度不变，b的加速度在增大，速度在减小
D.经过B点，a掉下后，b开始反向运动但不会滑到开始下滑的O点
如图所示，某生产线上相互垂直的甲、乙传送带等高，宽度均为
，而且均以大小为
的速度运行，图中虚线为传送带中线。一工件(视为质点)从甲左端释放，经长时间由甲右端滑上乙，滑至乙中线处时恰好相对乙静止。下列说法中正确的是 ( )
A.工件在乙传送带上的痕迹为直线，痕迹长为
B.工件从滑上乙到恰好与乙相对静止所用的时间为
C.工件与乙传送带间的动摩擦因数
D.乙传送带对工件的摩擦力做功为零
