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轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释...

轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为l.现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接.AB是长度为5l的水平轨道,B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD竖直,如图所示.物块PAB间的动摩擦因数μ=0.5.用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度l,然后放开,P开始沿轨道运动,重力加速度大小为g

1)如果物块P恰好能够到达D点,则物块的质量为多少. 

2)如果P的质量为m,其他条件不变,而导轨半径R的大小不确定,则当R为多大时,小球上升到最高点后落回水平面时,落地点与B点间距离最大.

 

(1) (2) 【解析】(1)将弹簧竖直放置在地面上,物体下落压缩弹簧时,由系统的机械能守恒得:  如图,物块P从弹簧释放到D点的过程,根据能量守恒定律得: 物块P恰好能够到达D点,有: 联立解得物块的质量为: 。 (2)如果P的质量为m,物块P从弹簧释放到D点的过程,根据能量守恒定律得: 根据平抛运动的规律有: , 联立可得,小球落地点与B点间距离为: 根据数学知识可知,当,即时,S有最大值。 点睛:解决本题时要抓住弹簧的形变量相等时弹性势能相等这一隐含的条件,正确分析能量是如何转化,分段运用能量守恒定律和平抛运动的规律列式是关键。  
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我国月球探测计划嫦娥工程已经启动,嫦娥1探月卫星也已发射.设想嫦娥1号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,飞船发射的月球车在月球软着陆后,自动机器人在月球表面上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小球,测得小球经时间t落回抛出点,已知该月球半径为R,万有引力常量为G,月球质量分布均匀.求:

1)月球表面的重力加速度 

2)月球的密度 

3)月球的第一宇宙速度.

 

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用如图所示装置来验证动量守恒定律,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上,O点到A球球心的距离为L,使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直线夹角为A球释放后摆到最低点时恰与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角处,B球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,保持角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点。

1)图中S应是B球初始位置到         的水平距离。

2)为了验证两球碰撞过程动量守恒,应测得的物理量有           

3)用测得的物理量表示碰撞前后A球、B球的动量:pA=        pA/=        pB=        pB/=       

 

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小刚同学用如图实验装置研究机械能守恒定律。他进行如下操作并测出如下数值。

用天平测定小球的质量为0.50kg

用游标卡尺测出小球的直径为10.0mm

用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为82.05cm

电磁铁先通电,让小球吸在开始端;

电磁铁断电时,小球自由下落;

在小球经过光电门时间内,计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10-3s,由此可算得小球经过光电门的速度;

计算得出小球重力势能减小量△Ep  J,小球的动能变化量△Ek  J。(g9.8m/s2,结果保留三位有效数字),从实验结果中发现△Ep__ _△Ek(填稍大于稍小于等于),试分析可能的原因    

 

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如图所示,三辆完全相同的平板小车abc成一直线排列,静止在光滑水平面上。c车上有一小孩跳到b车上,接着又立即从b车跳到a车上。小孩跳离c车和b车时对地的水平速度相同。他跳到a车上相对a车保持静止,此后(  )

A. ab两车运动速率相等

B. ac两车运动速率相等

C. 三辆车的速率关系vc>va>vb

D. ac两车运动方向相反

 

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如图,质量为3 kg的木板放在光滑的水平地面上,质量为1 kg的木块放在木板上,它们之间有摩擦,木板足够长,两者都以4 m/s的初速度向相反方向运动.当木板的速度为2.4 m/s时,木块(     

A. 处于匀速运动阶段

B. 处于减速运动阶段

C. 处于加速运动阶段

D. 静止不动

 

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