如图所示,长为L的细绳上端系一质量不计的环,环套在光滑水平杆上,在细绳的下端吊一个质量为m的铁球(可视作质点),球离地的高度h=L.现让环与球一起以v=的速度向右运动,在A处环被挡住而立即停止,已知A离右墙的水平距离也为L,当地的重力加速度为g,不计空气阻力.求:
(1)在环被挡住而立即停止时绳对小球的拉力大小;
(2)若在环被挡住后,细绳突然断裂,则在以后的运动过程中,球的第一次碰撞点离墙角B点的距离是多少?
“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材.做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上.现将太极球简化成如图甲所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的A、B、C、D位置时小球与板间无相对运动趋势.A为圆周的最高点,C为最低点,B、D与圆心O等高,圆的半径为R.已知小球的重力为1 N,不计平板的重力,且在A处板对小球的作用力为F.
(1)设小球在A处的速度大小为v,写出在A处板对小球的作用力与小球速度大小的关系式;
(2)求在C处板对小球的作用力比在A处大多少?
(3)当球运动到B、D位置时,板与水平方向需有一定的夹角θ,才能使小球在竖直面内做匀速圆周运动,请作出tan θ-F的关系图象.
质量m=1.5kg的物体,在水平恒力F=15N的作用下,从静止开始运动0.5s后撤去该力,物体继续滑行一段时间后停下来.已知物体与水平面的动摩擦因数为μ=0.2,g取10m/s2.求:
(1)恒力作用于物体时的加速度大小;
(2)撤去恒力后物体继续滑行的时间;
(3)物体从开始运动到停下来的总位移大小.
如图所示,质量为m的物体,放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑.对物体施加一个水平向右的恒力F,物体可沿斜面匀速向上滑行.试求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)水平向右的恒力F的大小.
某同学利用“研究匀变速直线运动”的实验装置来测量一个质量为m=50g的重锤下落时的加速度值,实验中使用的是电磁打点计时器.该学生将重锤固定在纸带下端,让纸带穿过打点计时器,实验装置如图所示.
(1)以下是该同学正确的计算过程,请填写其中的空白部分:
重锤下落后,该同学取下纸带,取其中的一段标出计数点如图所示,测出相邻计数点间的距离分别为x1=2.60cm,x2=4.14cm,x3=5.69cm,x4=7.22cm,x5=8.75cm,x6=10.29cm,已知打点计时器的打点间隔T=0.02s,为了尽量减小误差,则计算重锤运动加速度的表达式为a=____________,代入数据,可得加速度大小a=________m/s2(计算结果保留三位有效数字).
(2)该同学从实验结果发现,重锤下落时的加速度与实际的重力加速度不相等,为了有效地缩小这个实验测得的加速度与实际的重力加速度之差,请你提出一个有效的改进方法:
________________________________________________________________________.
某同学设计了如图所示的装置来探究加速度与力的关系.弹簧测力计固定在一合适的木块上,桌面的右边缘固定一个光滑的定滑轮,细绳的两端分别与弹簧测力计的挂钩和矿泉水瓶连接.在桌面上画出两条平行线P、Q,并测出间距d.开始时将木块置于P处,现缓慢向瓶中加水,直到木块刚刚开始运动为止,记下弹簧测力计的示数F0,以此表示滑动摩擦力的大小.再将木块放回原处并按住,继续向瓶中加水后,记下弹簧测力计的示数F,然后释放木块,并用秒表记下木块从P运动到Q处的时间t.
(1)木块的加速度可以用d、t表示为a=________.
(2)改变瓶中水的质量,重复实验,确定加速度a与弹簧测力计示数F的关系.下列图象能表示该同学实验结果的是________.
(3)用加水的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比,它的优点是________.
A.可以改变滑动摩擦力的大小 B.可以更方便地获取更多组实验数据
C.可以更精确地测出摩擦力的大小 D.可以获得更大的加速度以提高实验精度