A、B、C三个物体如图所示放置在水平面上,所有接触面均不光滑,有一个水平向右的力F作用在物体C上,使A、B、C一起向右做匀速运动,则( )
A.B对A的静摩擦力方向水平向左
B.B对A的静摩擦力方向水平向右
C.C对A的静摩擦力方向水平向左
D.A对C的静摩擦力方向水平向右
如图所示,A、B两物体相距x=7 m,物体A以vA=4 m/s的速度向右匀速运动,而物体B此时的速度vB=10 m/s,只在摩擦力作用下向右做匀减速运动,加速度大小为a=2 m/s2,那么物体A追上物体B所用的时间为( )
A.7 s B.8 s C.9 s D.10
(19分)如图所示,AB为半径R=0.8m的1/4光滑圆弧轨道,下端B恰与小车右端平滑对接。小车质量M=3kg,车长L=2.06m,车上表面距地面的高度h=0.2m。现有一质量m=1kg的滑块,由轨道顶端无初速度释放,滑到B端后冲上小车。已知地面光滑,滑块与小车上表面间的动摩擦因数=0.3,当车运行了1.5 s时,被地面装置锁定(g=10m/s2)。求:
(1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小;
(2)车被锁定时,车右端距轨道B端的距离;
(3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小;
(4)滑块落地点离车左端的水平距离。
(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。