跳台滑雪运动员的动作惊险优美,若将某运动员的跳台滑雪过程抽象为质点在斜坡上的平抛运动,如图所示。设运动员从倾角为θ的足够长的斜坡顶端P以某一初速度v0水平飞出,落在斜坡上的Q点。重力加速度为g。
(1)求运动员由P点飞行至Q点所用的时间t;
(2)设运动员落在Q点前瞬间的速度方向与水平方向的夹角为α,请推证tanα=2tanθ。
如图甲所示,游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来。我们把这种情形抽象为图乙的模型:弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接,将质量为m的小球从弧形轨道上A点由静止释放,小球进入半径为R的圆轨道下端后沿圆轨道运动。已知小球运动到竖直圆轨道最高点时对轨道的压力等于小球的重力。不考虑摩擦阻力和空气阻力。重力加速度为g。求:
(1)小球运动到竖直圆轨道最高点时的动能大小Ek;
(2)A点离地面的高度h。
如图所示,质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥。重力加速度为g。求:
(1)汽车在桥顶时的角速度大小ω;
(2)汽车在桥顶时对路面的压力大小F。
如图1所示,为“验证碰撞中动量守恒”的实验装置,小球1和小球2的半径相同,质量分别为m1和m2,且m1>m2.实验时先让小球1从斜槽上某一固定位置S由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道未端抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹,重复上连操作10次,得到10个落点痕迹,再把小球2放在水平轨道末端,让小球1仍从位置S由静止滚下,小球1和小球2碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹重复操作10次。M、P,N为三个落点的平均位置,O点是水平轨道来端在记录纸上的竖直投影点,如图2所示。
(1)关于本实验,下列说法正确的是_____
A.斜槽轨道必须光滑
B.如果小球每次从同一位置由静止释放,每次的落点一定是重合的
C.重复操作时发现小球的落点并不重合,说明实验操作中出现了错误
D.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置
(2)本实验除了要测量OP、OM,ON的值以外,还必须要测量的物理量有_____
A.小球1的质量m1和小球2的质量m2
B.小球1开始释放的高度h
C.抛出点距地面的高度H
D.小球平抛运动的飞行时间
(3)若所测物理量满足表达式_____(用上问中所测的物理量表示)时,则说明两球的碰撞遵守动量守恒定律。
(4)若改变小球1和小球2的材质(两球半径仍相同),两球碰撞时不仅得到(3)的结论即碰撞遵守动量守恒定律而且满足机械能守恒定律,则根据上述信息可以推断_____。
A.不可能超过2
B.可能超过3
C.MN与OP大小关系不确定
D.MN与OP大小关系确定,且MN=OP
在“研究平抛物体运动”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,若小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示。图中的横、纵线分别水平和竖直,小方格的边长为l0,重力加速度为g。则:
(1)小球平抛的初速度大小v0=_____;
(2)小明认为小球经过相邻位置的时间间隔相等。你认为小明的推断_____(选填“正确”或“错误”)理由是_____。
如图所示,为“用单摆测定当地重力加速度“的实验装置。关于本实验下列说法正确的是( )
A. 摆线应选用细长且有弹性的摆线
B. 摆球应选用密度较大且直经较小的小球
C. 为减小误差,应从摆球摆至最高点时开始计时
D. 为减小误差,应从摆球经过平衡位置时开始计时