(13分)如图所示,用完全相同的、劲度系数均为k的轻弹簧A、B、C将两个质量均为m的小球连接并悬挂起来,两小球均处于静止状态,弹簧A与竖直方向的夹角为30°,弹簧C水平,已知重力加速度为g,试求出轻弹簧A、B、C各自的伸长量。(所有弹簧形变均在弹性范围内)
(11分)如图所示,一小物块以水平向左的初速度v0=5m/s通过水平路面AB冲上足够长坡道BC。已知水平路面AB长s1=1.8m,坡道BC与水平面间的夹角α=37°,小物块与路面AB段、BC段的动摩擦因数均为μ=0.25,小物块经过B处时速度大小保持不变。求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)
⑴小物块向左运动到达B点时的速度大小vB;
⑵小物块在BC段向上运动时的加速度大小a2。
(10分)某同学在研究性学习中用图示装置来验证牛顿第二定律,轻绳两端系着质量相等的物体A、B,物体B上放一金属片C,铁架台上固定一金属圆环,圆环处在物体B的正下方。系统静止时,金属片C与圆环间的高度差为h,由静止释放后,系统开始运动。当物体B穿过圆环时,金属片C被搁置在圆环上,两光电门固定在铁架台P1、P2处,通过数字计时器可测出物体B通过P1、P2这段距离的时间。
⑴若测得P1、P2之间的距离为d,物体B通过这段距离的时间为t,则物体B刚穿过圆环后的速度v= ;
⑵若物体A、B的质量均用M表示,金属片C的质量用m表示,该实验中验证下面 (填正确选项的序号)等式成立,即可验证牛顿第二定律;
A.mg=
B.mg=
C.mg=(2M+m)
D.mg=(M+m)
⑶本实验中的测量仪器除了刻度尺、数字计时器外,还需要 ;
⑷若Mm,改变金属片C的质量m,使物体B由同一高度落下穿过圆环,记录各次的金属片C的质量m,以及物体B通过Pl、P2这段距离的时间t,以mg为横轴,以 (填“t2”或“”)为纵轴,通过描点作出的图线是一条过原点的直线。
(8分)有两个物理兴趣小组在一次探究活动中,想测量滑块和长木板之间的动摩擦因数。
⑴第一小组:利用平衡条件来测量动摩擦因数。
该小组同学设计了两种实验方案:
方案A:长木板固定,用弹簧秤拉动木块,如图甲所示;
方案B:木块通过弹簧秤连接到墙壁,用手拉动木板,如图乙所示。
①上述两种方案中,你认为更合理的方案是 (填“A”或“B”),原因是 ;
②该实验中应测量的物理量是 ,滑块和长木板之间的动摩擦因数μ= 。
⑵第二小组:利用牛顿第二定律来测量动摩擦因数。
实验装置如图丙所示,一端装有定滑轮的、表面粗糙的长木板固定在水平实验台上,长木板上有一滑块,滑块右侧固定一轻小动滑轮,钩码和弹簧测力计通过绕在滑轮上的水平轻绳相连,放开钩码,滑块在长木板上做匀加速直线运动。
实验时滑块加速运动,读出弹簧测力计的示数F ′,处理纸带,得到滑块运动的加速度a;改变钩码个数,重复实验;以弹簧测力计的示数F ′为纵轴,加速度a为横轴,得到的图象是纵轴截距大小等于b的一条倾斜直线,如图丁所示。已知滑块和轻小动滑轮的总质量为m,重力加速度为g,忽略滑轮与轻绳之间的摩擦。则滑块和长木板之间的动摩擦因数μ= 。
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为定值。轻杆向右移动不超过l时,装置可安全工作。若一小车以速度v0撞击弹簧,已知装置可安全工作,轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且不计小车与地面间的摩擦。从小车与弹簧刚接触时开始计时,下列关于小车运动的速度-时间图象可能正确的是( )
小球沿某一光滑斜面滑下,在斜面底端与垂直斜面的挡板相碰后又弹回到斜面上的某一位置,其速度v随时间t变化的关系如图所示。则( )
A.小球第一次反弹离开挡板的速度大小为6m/s
B.小球反弹离开挡板的最大距离为1.6m
C.与挡板发生碰撞前后速度变化的大小为10m/s
D.小球从离开挡板7.2m处开始滑下