如图所示,内壁光滑、半径为R的半球形容器静置于水平面上,现将轻弹簧一端固定在容器底部O′处(O为球心),弹簧另一端与质量为m的小球相连,小球静止于P点,OP与水平方向的夹角θ=30°.重力加速度为g.
(1)求弹簧对小球的作用力大小F1;
(2)若弹簧的原长为L,求弹簧的劲度系数k;
(3)若系统一起以加速度a水平向左匀加速运动时,弹簧中的弹力恰为零,小球位于容器内壁,求此时容器对小球的作用力大小F2和作用力方向与水平面夹角的正切tanα.
2010年10月我国“嫦娥二号”探月卫星成功发射.“嫦娥二号”卫星开始绕地球做椭圆轨道运动,经过若干次变轨、制动后,最终使它绕月球在一个圆轨道上运行.设“嫦娥二号”距月球表面的高度为h,绕月圆周运动的周期为T.已知月球半径为R,引力常量为G.
(1)求月球的质量M;
(2)求月球的密度ρ;
(3)若地球质量为月球质量的k倍,地球半径为月球半径的n倍,求地球与月球的第一宇宙速度之比v1∶v2.
在“探究动能定理”实验中,某实验小组采用如图甲所示的装置,在水平气垫导轨上安装了两个光电门M、N,滑块上固定一遮光条,细线绕过定滑轮将滑块与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码。已知遮光条的宽度为d,滑块和遮光条的总质量为m。
(1)接通气源,滑块从A位置由静止释放,读出遮光条通过光电门M、N的时间分别为、,力传感器的示数,改变钩码质量,重复上述实验。
①为探究在M、N间运动过程中细线拉力对滑块做的功W和滑块动能增量的关系,还需要测量的物理量是 ___ (写出名称及符号)。
②利用实验中直接测量的物理量表示需探究的关系式为____。
(2)保持钩码质量不变,改变光电门N的位置,重复实验,根据实验数据作出从M到N过程中细线拉力对滑块做的功W与滑块到达N点时速度二次方的关系图象,如图乙所示,则图线的斜率表示_____,图线在横轴上的截距表示______
(3)下列不必要考虑的实验操作和要求有______(请填写选项前对应的字母)。
A.测量钩码的质量
B.调节气垫导轨水平
C.调节滑轮使细线与气垫导轨平行
D.保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
为了探究加速度与力、质量的关系
(1)小亮利用如图甲所示的实验方案,探究小车质量一定时加速度与合外力之间的关系,图中上下两层水平轨道,细线跨过滑轮并挂上砝码盘,将砝码和砝码盘的总重作为小车所受合外力大小,两小车尾部细线连到控制装置上,实验时通过控制装置使两小车同时开始运动,并同时停止.
①实验前,下列操作必要的是____.
A.选用质量不同的两辆小车
B.选取砝码和砝码盘的总质量相同
C.使砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量
D.将轨道右端适当垫高,使小车在没有细线牵引时能在轨道上匀速运动,以平衡摩擦力
②他测量了两小车的位移分别为,则____.
(2)小明用如图乙所示的装置进行实验
①打出的一条纸带如图丙所示,计时器打点的时间间隔为0.02s.他从比较清晰的A点起,每五个打点间隔取一个计数点,测量出各点到A点的距离标在纸带上各点的下方,则小车运动的加速度为____m/s2(计算结果取两位有效数字).
②实验前由于疏忽,小明遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a-F图象,可能是丁图中的图线____(选填“1”、“ 2”、“3”) .
③调整正确后,他作出的a-F图象末端明显偏离直线,如果已知小车质量为M,某次所挂钩码质量为,重力加速度为g,则戊图中坐标应为____,应为____.
小船横渡一条两岸平行的河流,水流速度与河岸平行,船相对于水的速度大小不变,船头始终垂直指向河岸,小船的运动轨迹如图虚线所示.则小船在此过程中
A. 做匀变速运动
B. 越接近河岸,水流速度越大
C. 所受合外力方向平行于河岸
D. 渡河的时间不随水流速度变化而改变
在修筑铁路时,弯道处的外轨会略高于内轨.如图所示,当火车以规定的行驶速度转弯时,内、外轨均不会受到轮缘的挤压,设此时的速度大小为v,重力加速度为g,两轨所在面的倾角为θ,则
A. 该弯道的半径
B. 当火车质量改变时,规定的行驶速度大小不变
C. 当火车速率大于v时,内轨将受到轮缘的挤压
D. 当火车速率小于v时,外轨将受到轮缘的挤压