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如图所示,长木板AB和光滑四分之一圆弧轨道在B点平滑连接成一个整体,放置在光滑的...

如图所示,长木板AB和光滑四分之一圆弧轨道在B点平滑连接成一个整体,放置在光滑的水平面上,长木板和圆弧轨道的总质量为M=3kg,一个质量为m=0.98kg的物块放在木板AB的中点,一颗质量为m0=20g的子弹以初速度v0=100m/s射入物块并留在物块中(子弹射入物块时间极短,可忽略不计),木板的长度L=1m,重力加速度取g=10m/s2.

1)要使物块能滑上圆弧轨道,物块与长木板间的动摩擦因数应该满足什么条件?

2)若物块与长木板间的动摩擦因数为μ=0.15,物块从子弹击中后到运动至B点,需要多长时间?

 

(1) (2) 【解析】 (1)子弹射入物块过程,根据动量守恒定律有: m0v0=(m0+m)v1 求得 v1=2m/s 若物块刚好滑到B点时与木板有共同速度,则: (m0+m)v1=( m0+m +M) v2 求得 v2=0.5m/s 根据功能关系: 求得: μ=0.3 因此,要使物块能滑上圆弧轨道,物块与长木板间的动摩擦因数应小于0.3 (2)设物块到达B点时,物块和木板与圆弧轨道组成的整体各自的速度分别是va、vb,需要的时间为t. 对物块,由动量定理得: -μ(m+m0)gt=m(m+m0) va-(m+m0) v1 对木板和圆弧轨道,由动量定理得 μ(m+m0)gt=Mvb 物块滑到B点时,有 可解得,另一解不符合题意,舍去. 因木板和圆弧轨道在物块上升到最高点时的速度为0.5m/s,
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如图所示,位于竖直平面内的轨道BCDE,由一半径为R=2m光滑圆弧轨道BC和光滑斜直轨道DE分别与粗糙水平面相切连接而成.现从B点正上方H=1.2mA点由静止释放一质量m=1kg的物块,物块刚好从B点进入圆弧轨道.已知CD的距离L=4m,物块与水平面的动摩擦因数=0.25,重力加速度g10m/s2,不计空气阻力.求:

(1)物块第一次滑到C点时的速度;

(2)物块第一次滑上斜直轨道DE的最大高度;

(3)物块最终停在距离D点多远的位置.

 

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一颗在赤道上空运行的人造卫星,其轨道半径为r=2R(R为地球半径),卫星的转动方向与地球自转方向相同.已知地球自转的角速度为,地球表面处的重力加速度为g.求: 

(1)该卫星所在处的重力加速度g′; 

(2)该卫星绕地球转动的角速度ω;

(3)该卫星相邻两次经过赤道上同一建筑物正上方的时间间隔.

 

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为了探究动能改变与合外力做功的关系,某同学设计了如下实验方案:

第一步:把带有定滑轮的木板(有滑轮的)一端垫起,把质量为M的滑块通过细绳跨过定滑轮与质量为m的重锤相连,重锤后连一穿过打点计时器的纸带,调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动,如图甲所示.

第二步:保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使纸带穿过打点计时器,然后接通电源,释放滑块,使之从静止开始向下加速运动,打出纸带,如图乙所示.打出的纸带如图丙所示.

 

请回答下列问题:

(1)已知OABCDEF相邻计数点间的时间间隔为,根据纸带求滑块速度,打点计时器打B点时滑块速度vB=__________.

(2)已知重锤质量为m,当地的重力加速度为g,要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块 ______________(写出物理量名称及符号,只写一个物理量),合外力对滑块做功的表达式W=__________________.

(3)算出滑块运动OAOBOCODOE段合外力对滑块所做的功W以及在ABCDE各点的速度v,v2为纵轴、W为横轴建立坐标系,描点作出v2-W图象,可知该图象是一条 _______________,根据图象还可求得___________________

 

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某同学在研究性学习中,利用所学的知识解决了如下问题:一轻弹簧一端固定于某一深度为h0.25 m、开口向右的小筒中(没有外力作用时弹簧的另一端也位于筒内),如图甲所示,如果本实验的长度测量工具只能测量出筒外弹簧的长度l,现要测出弹簧的原长l0和弹簧的劲度系数,该同学通过改变所挂钩码的个数来改变l,作出F—l图线如图乙所示.

1)由此图线可得出的结论是____________

2)弹簧的劲度系数为_______N/m,弹簧的原长l0_______m.

 

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如图所示,细线ABBC连接着一质量为m的物体P,其中绳子的A端固定,c端通过小定滑轮连接着一质量也为m的另一个物体Q,开始时,用手抓住物体Q,使物体PQ均静止,此时ABBC两绳中拉力大小分别为T1T2.把手放开瞬间,ABBC两绳中拉力大小分别为T1'T2'.已知ABC处于同一竖直平面内,绳子间连接的夹角如图.则

A.T1T1'=1:1 B.T1T2=1:2 C.T2T2'=23 D.T1'T2'=1

 

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