如图所示,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径为r的细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧,轻弹簧一端固定,另一端恰好与管口D端平齐。质量为m的滑块在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑,滑块与BC间的动摩擦因数,进入管口C端时与圆管恰好无作用力,通过CD后压缩弹簧,在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为EP。
求:(1)滑块到达B点时的速度大小vB;
(2)水平面BC的长度x;
(3)在压缩弹簧过程中滑块的最大速度vm。
如图所示的装置叫做阿特伍德机,是阿特伍德创制的一种著名力学实验装置.绳子两端的物体下落(上升)的加速度总是小于自由落体的加速度g,同自由落体相比,下落相同的高度,所花费的时间要长,这使得实验者有足够的时间从容的观测、研究。已知物体A、B的质量相等均为M,物体C的质量为m,轻绳与轻滑轮间的摩擦不计,轻绳不可伸长且足够长,如果,将BC由静止释放,下落距离为H,此时A未与滑轮接触,
求:(1)此时A的速度大小;
(2)此过程中B对C做的功。
如图所示,光滑的圆弧轨道的半径为R=0.8m,一质量为m=1.0kg的物块自A点从静止开始下滑到圆弧轨道末端B点,然后沿水平面向右运动,到C点时速度刚好为零,B、C间的距离x=5m。重力加速度g取10m/s2。
求:(1)物块滑到圆弧轨道B点时的速度大小;
(2)物块滑到圆弧轨道B点时,轨道对物块支持力的大小;
(3)物块与水平轨道BC之间的动摩擦因数。
如图所示为一组未知方向的匀强电场的电场线,将1×10-6C 的负电荷由A点沿水平线移至B点,电场力做了4×10-6J的功,A、B间的距离为2cm。
请问:(1)A、B两点间的电势差多大?
(2)匀强电场场强多大?方向如何?
(3)若B点电势为1V,A点电势为多少?
采用让重物自由下落的方法验证机械能守恒定律,实验装置如图所示。现有的器材为:带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、重锤。
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有(多选) 。
A.天平 B.秒表 C.刻度尺 D.220V交流电源
(2)需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某班同学利用实验得到的纸带,设计了以下四种测量方案:
A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v=gt计算出瞬时速度v。
B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过计算出瞬时速度v。
C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度v,并通过计算出高度h。
D.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度,等于这点前后相邻两点间的平均速度,计算出瞬时速度v。
以上方案中只有一种正确,正确的是 。(填入相应的字母)
(3)甲同学从打出的纸带中选出一条理想的纸带,如图所示。选取纸带上连续打出的5个点A、B、C、D、E,测出A点与起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2。已知重锤的质量为m,打点计时器所接交流电的频率为f,当地的重力加速度为g。从起始点O开始到打下C点的过程中,重锤重力势能的减小量为△EP= ,重锤动能的增加量为△EK= 。在误差充许的范围内,如果△EP=△EK,则可验证机械能守恒。
(4)乙同学经正确操作得到打点纸带,在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点,依次为1、2、3、4、5、6、7,测量各计数点到起始点的距离h,并正确求出打相应点时的速度v。各计数点对应的数据见下表:
计数点 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
h/m | 0.124 | 0.194 | 0.279 | 0.380 | 0.497 | 0.630 | 0.777 |
v/(m·s-1) |
| 1.94 | 2.33 | 2.73 | 3.13 | 3.50 |
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v2/(m2·s-2) |
| 3.76 | 5.43 | 7.45 | 9.80 | 12.25 |
|
他在如图所示的坐标中,描点作出v2-h图线。由图线可知,重锤下落的加速度g′=________ m/s2(保留三位有效数字);若当地的重力加速度g=9.80 m/s2,如果在误差允许的范围内g′=________,则可验证机械能守恒。
如图所示,半圆槽光滑、绝缘、固定,圆心是O,最低点是P,直径MN水平,a、b是两个完全相同的带正电小球(视为点电荷),b固定在M点,a从N点静止释放,沿半圆槽运动经过P点到达某点Q(图中未画出)时速度为零。则小球a( )
A.从N到Q的过程中,重力与库仑力的合力先增大后减小
B.从N到P的过程中,速率先增大后减小
C.从P到Q的过程中,动能减少量小于电势能增加量
D.从N到Q的过程中,电势能一直增加