如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形轨道在B点相切,半圆形轨道的半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧,当它经过B点进入轨道的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能到达最高点C(不计空气阻力)。试求:
(1)物体在A点时弹簧的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点的过程中产生的内能。
如图所示,倾角为θ的固定光滑斜面底部有一垂直斜面的固定挡板C。劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与质量均为m的物体A和B连接,劲度系数为k2的轻弹簧一端与A连接,另一端通过细线与一轻质小桶相连,细线跨过斜面顶端的光滑的定滑轮,B靠在挡板C处,A和B均静止。现缓慢地向小桶内加入细砂,当B与挡板C恰要分离时,小桶下降的距离是多少?
用如图甲所示的装置探究加速度a与力F的关系,带滑轮的长木板水平放置,弹簧测力计固定在墙上。
(1)实验时,一定要进行的操作是________(填选项前的字母)。
A.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,根据纸带的数据求出加速度a,同时记录弹簧测力计的示数F
B.改变小车的质量,打出几条纸带
C.用天平测出沙和沙桶的总质量
D.为减小误差,实验中一定要保证沙和沙桶的总质量远小于小车的质量
(2)若要把小车所受拉力视为小车所受的合力,在进行上述实验操作之前,首先应该完成的实验步骤是________________________________。
(3)根据实验数据,画出了如图乙所示的a-F图像,测得斜率为k,则小车的质量为________。
(4)若某次实验,求得小车的加速度为a,则此时沙和沙桶的加速度为________。
(5)若弹簧测力计的读数为F,则F________mg(m为沙和桶的总质量)。(填“大于”、“等于”或“小于”)
气垫导轨是研究与运动有关的实验装置,也可以用来研究功能关系。如图甲所示,在气垫导轨的左端固定一轻质弹簧,轨道上有一滑块A紧靠弹簧但不连接,滑块的质量为m。
(1)用游标卡尺测出滑块A上的挡光片的宽度,读数如图乙所示,则宽度d=________cm。
(2)利用该装置研究弹簧对滑块做功的大小;某同学打开气源,调节装置,使滑块可以静止悬浮在导轨上,然后用力将滑块A压紧到P点,释放后,滑块A上的挡光片通过光电门的时间为Δt,则弹簧对滑块所做的功为________。(用题中所给字母表示)
(3)利用该装置测量滑块与导轨间的动摩擦因数,关闭气源,仍将滑块A由P点释放,当光电门到P点的距离为x时,测出滑块A上的挡光片通过光电门的时间为t,移动光电门,测出多组数据(滑块都能通过光电门),并绘出图像,如图丙所示,已知该图线斜率的绝对值为k,则滑块与导轨间的动摩擦因数为________。
如图所示,倾角θ=30°的固定斜面上固定着挡板,轻弹簧下端与挡板相连,弹簧处于原长时上端位于D点。用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑定滑轮连接物体A和B,使滑轮左侧轻绳始终与斜面平行,初始时A位于斜面的C点,C、D两点间的距离为L。现由静止同时释放A、B,物体A沿斜面向下运动,将弹簧压缩到最短的位置E点,D、E两点间的距离为。若A、B的质量分别为4m和m,A与斜面间的动摩擦因数μ=,不计空气阻力,重力加速度为g,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,则( )
A. A在从C至E的过程中,先做匀加速运动,后做匀减速运动
B. A在从C至D的过程中,加速度大小为g
C. 弹簧的最大弹性势能为mgL
D. 弹簧的最大弹性势能为mgL
如图,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放,它在下降的过程中经过了N点。已知在M、N两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,且∠ONM<∠OMN<。在小球从M点运动到N点的过程中( )
A. 弹力对小球先做正功后做负功
B. 有两个时刻小球的加速度等于重力加速度
C. 弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零
D. 小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差