(10分) 如图所示,将质量均为m厚度不计的两物块A、B用轻质弹簧相连接.第一次只用手托着B物块于H高处,A在弹簧弹力的作用下处于静止,现将弹簧锁定,此时弹簧的弹性势能为,现由静止释放A、B,B物块着地后速度立即变为0,同时弹簧锁定解除,在随后的过程中B物块恰能离开地面但不继续上升.第二次用手拿着A、B两物块,使得弹簧竖直并处于原长状态,此时物块B离地面的距离也为H,然后由静止同时释放A、B,B物块着地后速度同样立即变为0.求:
(1)第二次释放A、B后,A上升至弹簧恢复原长时的速度;
(2)第二次释放A、B后,B刚要离地时A的速度.
(10分)如图所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点.B点右侧相距为5R的D处有一竖直固定的光滑四分之一圆弧轨道DE,其半径为R,E点切线竖直,用质量为M的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点.用同种材料、质量为m的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放,物块到达B点时速度为,到达D点后滑上光滑的半圆轨道,在E点正上方有一离E点高度也为R的旋转平台,沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔M、N,旋转时两孔均能达到E点的正上方.滑块滑过E点后进入M孔,又恰能从N孔落下,已知AD部分动摩擦因数为μ=0.1,g=10.求:
(1)BC间距离;
(2)m到达D点时对轨道的压力;
(3)平台转动的角速度ω.
(8分)动车组是城际间实现小编组、大密度的商效运输工具,以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐。动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组,就是动车组。假设有一动车组由六节车厢连接而成,每节车厢的总质量均为 kg。其中第一节、第二节带动力,他们的额定功率分别是W和W,(第一节车厢达到额定功率不够再启动第二节车厢)车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍(g=10)
(1) 求该动车组的最大行驶速度;
(2)若列车以1的加速度匀加速启动,t=10 s时刻,第一节和第二节车厢之间拉力的最大值是多大?
(8分) 如图所示,长度为L的细绳上端固定在天花板上O点,下端拴着质量为m的小球。当把细绳拉直时,细绳与竖直线的夹角为θ=60°,此时小球静止于光滑的水平面上。
(1)当球以角速度做圆锥摆运动时,水平面受到的压力N是多大?
(2)当球以角速度做圆锥摆运动时,细绳的张力T为多大?
(8分)质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落,该下落过程对应的图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。该球受到的空气阻力大小恒为,取=10 , 求:
(1)弹性球受到的空气阻力的大小;
(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度。
(6分)现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到导轨低端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A ,B 两点的距离,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图;若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量可表示为 。动能的增加量可表示为 。若在运动过程中机械能守恒,与s的关系式为=