如图1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如图2所示的模型:弧形轨道的下端与半径为R的竖直圆轨道相接,B、C分别为圆轨道的最低点和最高点。质量为m的小球(可视为质点)从弧形轨道上的A点由静止滚下,到达B点时的速度为vB=,且恰好能通过C点。已知A、B间的高度差为h=4R,重力加速度为g。求:
(1)小球运动到B点时,轨道对小球的支持力F的大小;
(2)小球通过C点时的速率vC;
(3)小球从A点运动到C点的过程中,克服摩擦阻力做的功W。
北京将在2022年举办冬季奥运会,滑雪运动将速度与技巧完美地结合在一起,一直深受广大观众的欢迎。一质量为60kg的运动员在高度为,倾角为的斜坡顶端,从静止开始沿直线滑到斜面底端。下滑过程运动员可以看作质点,收起滑雪杖,忽略摩擦阻力和空气阻力,取,问:
(1)运动员到达斜坡底端时的速率;
(2)运动员刚到斜面底端时,重力的瞬时功率;
(3)从坡顶滑到坡底的过程中,运动员受到的重力的沖量。
如图所示,一质量m=2kg的木箱静止在粗糙水平面上。从t=0开始,木箱受到F=10N、与水平面的夹角为θ=37°的恒定拉力,沿水平面匀加速运动。已知木箱与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8。
(1)画出木箱受力的示意图;
(2)求木箱的加速度a的大小;
(3)求0~2s时间内,木箱位移x的大小。
某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律,其中打点计时器的电源为交流电源,可以使用的频率有220Hz、30Hz和40Hz,打出纸带的一部分如图(b)所示。
该同学在实验中没有记录交流电的频率f,需要用实验数据和其他条件进行推算。
(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落,利用f和图(b)中给出的物理量可以写出:在打点计时器打出B点时,重物下落的速度大小为________,重物下落的加速度的大小为________。
(2)已测得s1=8.89cm,s2=9.50cm,s3=10.10cm;当重力加速度大小为9.80m/s2,实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为_________Hz。
某同学在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,安装好实验装置,让刻度尺零刻度与弹簧上端平齐,在弹簧下端挂1个钩码,静止时弹簧长度为l1,如图甲所示。图乙是此时固定在弹簧挂钩上的指针在刻度尺(最小分度是1mm),上位置的放大图,示数l1=________cm。在弹簧下端分别挂2个、3个、4个、5个相同的钩码,静止时弹簧长度分别为l2、l3、l4、l5。已知每个钩码质量为50g。挂2个钩码时,弹簧弹力F2=______N(当地重力加速度g=9.8m/s2)。要得到弹簧的伸长量x,还需要测量的是________。
光滑斜面上,某物体在沿斜面向上的恒力作用下从静止开始沿斜面运动,一段时间后撤去恒力,不计空气阻力,设斜面足够长。物体的速度用v表示,物体的动能用Ek表示,物体和地球组成系统的重力势能用EP表示、机械能用E表示,运动时间用t表示、路程用l表示。对整个运动过程,下图表示的可能是
A. v 随t 变化的 v –t 图像
B. EP 随t变化的EP –t 图像
C. E随l变化的E–l 图像
D. Ek 随l变化的Ek –l 图像