如图所示,ABC为固定在竖直平面内的轨道,AB段为光滑圆弧,对应的圆心角q=37°,OA竖直,半径r=2.5m,BC为足够长的平直倾斜轨道,倾角q=37°。已知斜轨BC与小物体间的动摩擦因数m=0.25。各段轨道均平滑连接,轨道所在区域有E=4´103N/C、方向竖直向下的匀强电场。质量m=5´10-2kg、电荷量q=+1´10-4C的小物体(视为质点)被一个压紧的弹簧发射后,沿AB圆弧轨道向左上滑,在B点以速度v0=3m/s冲上斜轨。设小物体的电荷量保持不变。重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。(设弹簧每次均为弹性形变。)则:
(1)求弹簧初始的弹性势能;
(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P,求小物块从A到P的电势能变化量;
(3)描述小物体最终的运动情况。
在天津市科技馆中,有一个模拟万有引力的装置。在如上图所示的类似锥形漏斗固定的容器中,有两个小球在该容器表面上绕漏斗中心轴做水平圆周运动,其运行能形象地模拟了太阳系中星球围绕太阳的运行。图2为示意图,图3为其模拟的太阳系运行图。图1中离中心轴的距离相当于行星离太阳的距离。则:
(1)在图3中,设行星A1和B1离太阳距离分别为r1和r2,求A1和B1运行速度大小之比。
(2)在图2中,若质量为m的A球速度大小为v,在距离中心轴为x1的轨道面上旋转,由于受到微小的摩擦阻力,A球绕轴旋转同时缓慢落向漏斗中心。当其运动到距离中心轴为x2的轨道面时,两轨道面之间的高度差为H。请估算此过程中A球克服摩擦阻力所做的功。
2013年8月,“和平使命-2013”中俄联合反恐军事演习在俄罗斯举行。假设一质量为m的飞机在演习结束后返回驻地时,在平直跑道上经历了两个匀减速直线运动,飞机以速度v0着陆后立即打开减速阻力伞,加速度大小为a1,运行时间t1后,关闭阻力伞,继续做匀减速直线运动直至停止,飞机在平直跑道上减速滑行的总距离为x,求第二个减速阶段飞机运动的加速度大小和时间.
某同学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的频率为50Hz交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。则:(1)该同学进行正确测量后挑选出一条点迹清晰的纸带进行测量分析。如图所示.其中O点为起始点,A、B、C、D、E、F为六个计数点。根据以上数据,当打B点时重锤的速度_________m/s,计算出该对应的V2/2=_______ m2/s2,gh=_______m2/s2,可认为在误差范围内存在关系式_________ _,即可验证机械能守恒定律。(g=9.8 m/s2)
(2)该同学继续根据纸带算出各点的速度V,量出下落距离h,并以V2/2为纵轴、以h为横轴画出的图象,应是图中的_______。
(3)他进一步分析,发现本实验存在较大误差。为此设计出用如图所示的 实验装置来验证机械能守恒定律。通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落,下落过程中经过光电门B时,通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录挡光时间t,用毫米刻度尺测出AB之间的距离h,用游标卡尺测得小铁球的直径d。重力加速度为g。实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束。小铁球通过光电门时的瞬时速度 V= 。如果d、t、h、g存在关系式 ,也可验证机械能守恒定律。
(4)比较两个方案,改进后的方案相比原方案的最主要的优点是: 。
在以下的实验探究中,必须要平衡摩擦力的实验有( )
A、《探究求合力的方法》的实验
B、《探究小车速度随时间变化规律》的实验
C、《探究外力做功与速度变化关系》的实验
D、《探究加速度与外力、质量的关系》的实验
如图所示,A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上,B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上。现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为3m,B、C的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态。释放A后,A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。则下列说法正确的是( )
A.斜面倾角α=37°
B.A获得最大速度为
C.C刚离开地面时,B的加速度最大
D.从释放A到C刚离开地面的过程中,A、B两小球组成的系统机械能守恒