如图所示,质量m=2kg的小球用长L=1.0m的轻质细绳悬挂在距水平地面高H=6.0m的O点.现将细绳拉直至水平状态自A点无初速度释放小球,运动至悬点O的正下方B点时细绳恰好断裂,接着小球作平抛运动,落至水平地面上C点.不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)细绳能承受的最大拉力;
(2)细绳断裂后小球在空中运动所用的时间;
(3)现换用另一轻质细绳,使绳长变为L1,重复上述过程,也是运动至悬点O的正下方时细绳恰好断裂,其他条件不变.当L1为何值时,小球落地点距B点的水平距离最大?
某中学物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛,比赛路径如图所示.可视为质点的赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道,并通过半圆轨道的最高点C,才算完成比赛.B是半圆轨道的最低点,水平直线轨道和半圆轨道相切于B点.已知赛车质量m=0.5kg,通电后以额定功率P=2W工作,进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为Ff=0.4N,随后在运动中受到的阻力均可不计,L=10.00m,R=0.4m,(g取10m/s2).求:
(1)要使赛车能通过C点完成比赛,通过C点的速度至少多大?
(2)赛车恰能完成比赛时,在半圆轨道的B点时对轨道的压力是多大?
(3)要使赛车完成比赛,电动机从A到B至少工作多长时间?
在物理学中,常常用等效替代、类比、微小量放大等方法来研究问题.如在牛顿发现万有引力定律一百多年后,卡文迪许利用微小量放大法由实验测出了万有引力常量G的数值,如图所示是卡文迪许扭秤实验示意图.卡文迪许的实验常被称为是“称量地球质量”的实验,因为由G的数值及其它已知量,就可计算出地球的质量,卡文迪许也因此被誉为第一个称量地球的人.
(1)若在某次实验中,卡文迪许测出质量分别为m1、m2相距为r的两个小球之间引力的大小为F,求万有引力常量G;
(2)若已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,万有引力常量为G,忽略地球自转的影响,请推导出地球质量及地球平均密度的表达式.
某同学利用下图装置来做“验证机械能守恒定律”实验
(1)现有器材:打点计时器、学生电源、铁架台(包括铁夹)、纸带、附夹子的重锤、刻度尺、秒表、导线若干和开关,其中此实验不需要使用的器材是
(2)如果实验室中供实验选择的重物有:A是质量为50g的塑料球,B是质量为500g的铁球,则本实验应选用 ;(选填A或B)
(3)若实验中所用重锤的质量m=0.3kg,打点计时器所用电源的频率为50Hz,正确操作得到的纸带如图乙所示,O点对应重锤开始下落的时刻,另选连续的三个计时点A、B、C作为测量的点,图中的数据分别为计数点A、B、C到起始点O的距离,取重力加速度g=9.8m/s2,则打点计时器在打B点时,重锤的速度大小是 m/s,从初始位置O到打下计数点B的过程中,重锤的重力势能的减少量为 J(结果都保留两位有效数字)
(4)在数据处理中,该同学发现物体重力势能的减少量△Ep总是 (选填“大于”“等于”或“小于”)物体动能的增加量△Ek,主要原因是 (填选项前的字母)
A.选用的重锤质量过大
B.没用天平称重物质量
C.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力.
如图甲所示,质量m=2kg的物体以100J的初动能在粗糙的水平地面上滑行,其动能Ek随位移S变化的关系图象如图乙所示,则下列判断中正确的是( )
A. 物体运动的总位移大小为10m
B. 物体运动的加速度大小为10m/s2
C. 物体运动的初速度大小为10m/s
D. 物体所受的摩擦力大小为10N
如图所示,一个电影替身演员准备跑过一个屋顶,然后水平跳跃并离开屋顶,在下一个建筑物的屋顶上着地.如果他在屋顶跑动的最大速度是4.5m/s,那么下列关于他能否安全跳过去的说法正确的是(该过程可把他看作质点,不计空气阻力,g取9.8m/s2)( )
A.他安全跳过去是可能的
B.他安全跳过去是不可能的
C.如果要安全跳过去,他在屋顶跑动的速度不能小于6.2m/s
D.如果要安全跳过去,他在空中的飞行时间需要1s