如图所示,长为L的轻杆一端连着质量为m的小球,另一端与固定于水平地面上O点的铰链相连,初始时小球静止于地面上,边长为L、质量为M的正方体左侧紧靠O点,且轻杆位于正方体左下边垂直平分线上.现在杆中点处施加一个方向始终垂直杆、大小不变的拉力,当杆转过θ=45°时撤去此拉力,小球恰好能到达最高点,不计一切摩擦.求:
(1)拉力做的功W和拉力的大小F;
(2)撤去拉力F时小球的动能Ek;
(3)小球运动到最高点后向右倾倒,当杆与水平面夹角为α时小球的速度大小v1(正方体和小球未分开).
如图所示,一小木箱放在平板车的中部,距平板车的后端、驾驶室后端均为L=2.0m,处于静止状态,木箱与平板车之间的动摩擦因数μ=0.40,现使平板车在水平路面上以加速度a0匀加速启动,速度达到v=6.0m/s后接着做匀速直线运动,运动一段时间后匀减速刹车.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2.
(1)若木箱与平板车保持相对静止,加速度a0大小满足什么条件?
(2)若a0=6.0m/s2,当木箱与平板车的速度都达到6.0m/s时,求木箱在平板车上离驾驶室后端距离s.
(3)若在木箱速度刚达到6.0m/s时平板车立即用恒定的阻力刹车,要使木箱不会撞到驾驶室,平板车刹车时的加速度大小a应满足什么条件?
如图所示,内表面绝缘光滑的圆轨道位于竖直平面内,轨道半径为r,A、B分别为内轨道的最高点和最低点,圆心O固定电荷量为+Q的点电荷,质量为m、电荷量为-q的小球能在圆轨道内表面做完整的圆周运动,重力加速度为g,静电力常量为k
(1)若小球经过B点的速度为v0,求此时对轨道的压力大小;
(2)求小球经过A点最小速度的大小v;
(3)若小球经过A点对轨道的压力为mg,求经过B点时的动能Ek.
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