下列物理量是矢量的有( )
A. 电流 B. 电场强度 C. 电势差 D. 电势能
如图所示,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计.物快(可视为质点)的质量为 ,在水平桌面上沿轴运动,与桌面间的动摩擦因数为.以弹簧原长时物块的位置为坐标原点,当弹簧的伸长量为时,物块所受弹簧弹力大小为, 为常量.
()请画出随变化的示意图;并根据图象求物块沿轴从点运动到位置的过程中弹力所做的功.
()物块由向右运动到,然后由返回到,在这个过程中,
.求弹力所做的功,并据此求弹性势能的变化量;
.求滑动摩擦力所做的功;并与弹力做功比较,说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念,为什么?
如图1所示,半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内, 为轨道的最低点,在光滑的水平面上紧挨点有一静止的小平板车,平板车质量,长度为,小车的上表面与点等高.质量的物块(可视为质点)从圆弧最高点由静止释放. 取.求:
(1)物块滑到轨道点时对轨道的压力大小.
(2)若平板车上表面粗糙且物块没有滑离平板车,求物块和平板车的最终速度大小.
(3)若将平板车锁定,并且在上表面铺上一种动摩擦因数逐渐增大的特殊材料,小物块所受摩擦力从左向右随距离变化图像(图像)如图2所示,且物块滑离了平板车,求物块滑离平板车时的速度大小.
2016年2月11日,美国“激光干涉引力波天文台”(LIGO)团队向全世界宣布发现了引力波,这个引力波来自于距离地球13亿光年之外一个双黑洞系统的合并。已知光在真空中传播的速度为c,太阳的质量为M0,万有引力常量为G。黑洞密度极大,质量极大,半径很小,以最快速度传播的光都不能逃离它的引力,因此我们无法通过光学观测直接确定黑洞的存在。假定黑洞为一个质量分布均匀的球形天体。
(1)因为黑洞对其他天体具有强大的引力影响,我们可以通过其他天体的运动来推测黑洞的存在。天文学家观测到,有一质量很小的恒星独自在宇宙中做周期为T,半径为r0的匀速圆周运动。由此推测,圆周轨道的中心可能有个黑洞。利用所学知识求此黑洞的质量M;
(2)严格解决黑洞问题需要利用广义相对论的知识,但早在相对论提出之前就有人利用牛顿力学体系预言过黑洞的存在。我们知道,在牛顿体系中,当两个质量分别为m1、m2的质点相距为r时也会具有势能,称之为引力势能,其大小为(规定无穷远处势能为零)。请你利用所学知识,推测质量为M′的黑洞,之所以能够成为“黑”洞,其半径R最大不能超过多少?
如图所示,半径的竖直半圆形光滑轨道与水平面相切, 距离.质量的小滑块放在半圆形轨道末端的点,另一质量也为的小滑块,从点以的初速度在水平面上滑行,两滑块相碰,碰撞时间极短,碰后两滑块粘在一起滑上半圆形轨道.已知滑块与水平面之间的动摩擦因数.取重力加速度.两滑块均可视为质点.求
(1)碰后瞬间两滑块共同的速度大小.
(2)两滑块在碰撞过程中损失的机械能.
(3)在点轨道对两滑块的作用力大小.
如图所示,光滑斜面与光滑水平面平滑连接.斜面长度,倾角.一小物块在点由静止释放,先后沿斜面和水平面运动,接着从点水平抛出,最后落在水平地面上.已知水平面与地面间的高度差.取重力加速度, , .求:
(1)小物块在斜面上运动的加速度大小.
(2)小物块从点水平抛出到落在地面上,在水平方向上的位移大小.
(3)小物块从点水平抛出到刚要落地过程中的速度变化量的大小.