2014年8月在南京举办的第二届夏季青年奥林匹克运动会上,我国跳水新星吴圣平闪耀赛场,获得2金3银。吴圣平(可看作质点)参加跳板跳水比赛的速度与时间关系图象如图所示,t=0是其向上起跳瞬间,下列说法正确的是( )
A.t1时刻开始进入水面
B.t2时刻到达最高点
C.t3时刻已浮出水面
D.0~t2时间内,运动员一直处于失重状态
如图所示,质量均为m的物体A、B通过一劲度系数为k的弹簧相连,开始时B放在地面上,A、B均处于静止状态,现通过细绳将A向上拉起,当B刚要离开地面时,A上升距离为L,假设弹簧一直在弹性限度内,则( )
A. L= B.L< C. L= D.L>
如图所示,质量均可忽略的轻绳与轻杆, A端用铰链固定,滑轮在A点正上方(滑轮大小及摩擦均可不计),B端吊一重物。现将绳的一端拴在杆的B端,用拉力F将B端缓慢上拉,在AB杆达到竖直前( )
A.绳子拉力不变 B.绳子拉力减小 C.AB杆受力增大 D.AB杆受力减小
物理学的重大发现中科学家们总结出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法等。以下关于物理学研究方法的叙述不正确的是( )
A.根据速度的定义式,当趋近于零时,就可以表示物体在t时刻的瞬时速度,该定义运用了极限思想法
B.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用质点来代替物体的方法运用了假设法
C.在实验探究加速度与力、质量的关系时,运用了控制变量法
D.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程等分很多小段,然后将各小段位移相加,运用了微元法
(10分)如图甲所示,有一装置由倾斜轨道AB、水平轨道BC、竖直台阶CD和足够长的水平直轨道DE组成,表面处处光滑,且AB段与BC段通过一小圆弧(未画出)平滑相接。有一小球用轻绳竖直悬挂在C点的正上方,小球与BC平面相切但无挤压。紧靠台阶右侧停放着一辆小车,车的上表面水平与B点等高且右侧固定一根轻弹簧,弹簧的自由端在Q点,其中PQ段是粗糙的,Q点右侧表面光滑。现将一个滑块从倾斜轨道的顶端A处自由释放,滑至C点时与小球发生正碰,然后从小车左端P点滑上小车。碰撞之后小球在竖直平面做圆周运动,轻绳受到的拉力如图乙所示。已知滑块、小球和小车的质量分别为m1=3kg、m2=1kg和m3=6kg,AB轨道顶端A点距BC段的高度为h=0.8m,PQ段长度为L=0.4m,轻绳的长度为R=0.5m。 滑块、小球均可视为质点。取g=10m/s2。求:
(1)滑块到达BC轨道上时的速度大小。
(2)滑块与小球碰后瞬间小球的速度大小。
(3)要使滑块既能挤压弹簧,又最终没有滑离小车,则滑块与PQ之间的动摩擦因数μ应在什么范围内?(滑块与弹簧的相互作用始终在弹簧的弹性范围内)
(10分)如下图是阿毛同学的漫画中出现的装置,描述了一个“吃货”用来做“糖炒栗子”的“萌”事儿:将板栗在地面小平台上以一定的初速经过位于竖直面内的两个四分之一圆弧衔接而成的轨道,从最高点P飞出进入炒锅内,利用来回运动使其均匀受热。我们用质量为m的小滑块代替栗子,借这套装置来研究一些物理问题。设大小两个四分之一圆弧的半径分别为2R和R,小平台和圆弧均光滑。将过锅底的纵截面看作是两个斜面AB、CD和一段光滑圆弧BC组成,滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25,且不随温度变化。两斜面倾角均为,AB=CD=2R,A、D等高,D端固定一小挡板,锅底位于圆弧形轨道所在的竖直平面内,碰撞不损失机械能。滑块始终在同一个竖直平面内运动,重力加速度为g。
(1)如果滑块恰好能经P点飞出,为了使滑块恰好沿AB斜面进入锅内,应调节锅底支架高度使斜面的A、D点离地高为多少?
(2)接(1)问,试通过计算分析滑块的运动过程。
(3)对滑块的不同初速度,求其通过最高点P和小圆弧最低点Q时受压力之差的最小值。