(16分)如图所示,轴与水平传送带重合,坐标原点在传送带的左端,传送带长,传送带右端点和竖直光滑圆轨道的圆心在同一竖直线上,皮带匀速运动的速度.一质量的小物块轻轻放在传送带上的点,小物块随传送带运动到点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点点.小物块与传送带间的动摩擦因数,重力加速度.求:
(1)点的纵坐标
(2)若将小物块轻放在传送带上的某些位置,小物块均能沿光滑圆弧轨道运动(小物块始终在圆弧轨道运动不脱轨),求这些位置的横坐标范围.
(15分)引体向上运动是同学们经常做的一项健身运动.如题7图所示,质量为的某同学两手正握单杠,开始时,手臂完全伸直,身体呈自然悬垂状态,此时他的下鄂距单杠面的高度为,然后他用恒力向上拉,下颚必须超过单杠面方可视为合格,已知,,重力加速度.不计空气阻力,不考虑因手弯曲而引起人的重心位置变化.
(1)第一次上拉时,该同学持续用力(可视为恒力),经过时间,下鄂到达单杠面,求该恒力的大小及此时他的速度大小.
(2) 第二次上拉时,用恒力拉至某位置时,他不再用力,而是依靠惯性继续向上运动,为保证此次引体向上合格,恒力的作用时间至少为多少?
(14分)某研究性学习小组利用如图1所示的实验装置验证、组成的系统机械能守恒.从高处由静止开始下落,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.图2给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.已知 、 ,则(取10m/s2)
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.将打点计时器接到直流电源上;
C.先释放,再接通电源打出一条纸带;
D.测量纸带上某些点间的距离.
E.根据测量的结果,分别计算系统减少的重力势能和增加的动能.
其中操作不当的步骤是: .(填选项对应的字母).
②在纸带上打下记数点5时的速度= m/s(结果保留两位有效数字);
③在打点0~5过程中系统动能的增量= J(结果保留两位有效数字),系统势能的减少量= J(结果保留两位有效数字),由此得出的结论是 ;
④若某同学作出图像如题6(2)图3,写出计算当地重力加速度的表达式 ,并计算出当地的实际重力加速度= .
(5分)一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心且垂直于盘面的水平轴转动.某研究性学习小组用下面的方法测量它匀速转动时的角速度.
实验器材:电磁打点计时器(配备低压交流电源,打点周期为),米尺,纸带,复写纸.
实验步骤:①如(1)图所示,将电磁打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后,固定在待测圆盘的侧面上,使圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上.
②启动控制装置使圆盘匀速转动,同时接通电源,打点计时器开始打点.
③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带.
④在纸带上选定两点,在米尺上读出对应的刻度值分别为、,数出这两点间(不包括这两个点)的打点数.
则要计算角速度还需要测量的物理量及符号是_______________,角速度的表达式为=______________
2012年7月26日,一个国际研究小组借助于智利的“甚大望远镜”,观测到了一组双星系统,它们绕两者连接线上的某点做匀速圆周运动,如图所示,此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质,达到质量转移的目的,假设在“吸食”过程中两者球心之间的距离保持不变,则在该过程中
A.它们做圆周运动的万有引力保持不变
B.它们做圆周运动的角速度不断变大
C.体积较大星体圆周运动轨迹半径变大,线速度也变大
D.体积较大星体圆周运动轨迹半径变大,线速度变小
2013年2月15日中午12时30分左右,俄罗斯车里雅宾斯克州发生陨石坠落事件.这颗陨石进入地球大气层后与空气摩擦而发生剧烈燃烧,并发生爆炸,产生大量碎片.假定某一碎片自爆炸后落至地面并陷入地下一定深度过程中,其质量不变,则
A.该碎片在空中下落过程中重力做的功等于动能的增加量
B.该碎片在空中下落过程中重力做的功小于动能的增加量
C.该碎片在陷入地下的过程中重力做的功等于动能的改变量
D.该碎片在整个过程中克服阻力的功等于机械能的减少量