某物理兴趣小组的同学用如图甲所示装置验证机械能守恒定律,轻绳一端固定在光滑固定转轴O处,另一端系一小球.
(1)张小明同学在小球运动的最低点和最高点附近分别放置了一组光电门,用螺旋测微器测出了小球的直径,如图乙所示,则小球的直径d=____ mm,使小球在竖直面内做圆周运动,测出小球经过最高点的挡光时间为Δt1,经过最低点的挡光时间为Δt2.
(2)戴小军同学在光滑水平转轴O处安装了一个拉力传感器,已知当地重力加速度为g.现使小球在竖直平面内做圆周运动,通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是F1,在最低点时绳上的拉力大小是F2.
(3)如果要验证小球从最低点到最高点机械能守恒,张小明同学还需要测量的物理量有_____(填字母代号).戴小军同学还需要测量的物理量有______(填字母代号).
A.小球的质量m B.轻绳的长度L C.小球运行一周所需要的时间T
(4)根据张小明同学的思路,请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式:________________ (用题目所给得字母表示)
(5)根据戴小军同学的思路,请你写出验证小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式:____________________ (用题目所给得字母表示)
在倾角为θ的斜面上固定两根足够长的光滑平行金属导轨PQ、MN,相距为L,导轨处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面向下.有两根质量均为m的金属棒a、b,先将a棒垂直导轨放置,用跨过光滑定滑轮的细线与物块c连接,连接a棒的细线平行于导轨,由静止释放c,此后某时刻,将b也垂直导轨放置,a、c此刻起做匀速运动,b棒刚好能静止在导轨上.a棒在运动过程中始终与导轨垂直,两棒与导轨电接触良好,导轨电阻不计.则( )
A.物块c的质量是2msinθ
B.b棒放上导轨前,物块c减少的重力势能等于a、c增加的动能
C.b棒放上导轨后,物块c减少的重力势能等于回路消耗的电能
D.b棒放上导轨后,a棒中电流大小是
如图所示,圆形区域内以直线AB为分界线,上半圆内有垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度大小为B。下半圆内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度大小未知,圆的半径为R。在磁场左侧有一粒子水平加速器,质量为m,电量大小为q的粒子在极板M右侧附近,由静止释放,在电场力的作用下加速,以一定的速度沿直线CD射入磁场,直线CD与直径AB距离为0.6R。粒子在AB上方磁场中偏转后,恰能垂直直径AB进入下面的磁场,之后在AB下方磁场中偏转后恰好从O点进入AB上方的磁场。带电粒子的重力不计。则
A.带电粒子带负电
B.加速电场的电压为
C.粒子进入AB下方磁场时的运动半径为0.1R
D.AB下方磁场的磁感应强度为上方磁场的3倍
如图甲所示,轻弹簧竖直固定在水平面上.一质量为m=0.2 kg的小球,从弹簧上端某高度处自由下落,从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中(弹簧在弹性限度内),其速度v和弹簧压缩量Δx之间的函数图象如图乙所示,其中A为曲线的最高点.不计小球和弹簧接触瞬间机械能损失、空气阻力,g取10 m/s2,则下列说法正确的是
A.小球刚接触弹簧时加速度最大
B.该弹簧的劲度系数为20.0 N/m
C.从接触弹簧到压缩至最短的过程中,小球的机械能守恒
D.小球自由落体运动下落的高度1.25m
如图所示,粗糙程度均匀的绝缘空心斜面ABC放置在水平面上,∠CAB=30°,斜面内部0点(与斜面无任何连接)固定一个正点电荷,一带负电可视为质点的小物体可以分别静止在M、P、N点,P为MN的中点,OM=ON,OM∥AB,下列说法正确的是( )
A.小物体在M、P、N点静止时一定都是受4个力
B.小物体静止在P点时受到的摩擦力最大
C.小物体静止在P点时受到的支持力最大
D.小物体静止在M、N点时受到的支持力相等
如图所示,质量相同的两物体a、b,用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的 轻质定滑轮两侧,a在水平桌面的上方,b在水平粗糙桌面上.初始时用力压住b使a、b静止,撤去此压力后,a开始运动,在a下降的过程中,b始终未离开桌面.在此过程中
A.a的动能一定小于b的动能
B.两物体机械能的变化量相等
C.a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量
D.绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为正