如图所示,一质量M=4kg的小车静置于光滑水平地面上,左侧用固定在地面上的销钉挡住.小车上表面由光滑圆弧轨道BC和水平粗糙轨道CD组成,BC与CD相切于C, BC所对圆心角θ=37°,CD长L=3m.质量m=1kg的小物块从某一高度处的A点以v0=4m/s的速度水平抛出,恰好沿切线方向自B点进入圆弧轨道,滑到D点时刚好与小车达到共同速度v=1.2m/s.取g=10m/s2,sin37°=0.6,忽略空气阻力.
(1)求A、B间的水平距离x;
(2)求小物块从C滑到D所用时间t0;
(3)求圆弧半径R.
泥石流在爆发时通常沿山体倾泻而下,具有极快的速度与巨大的能量,破坏性极大,严重威胁着人们的生命安全,因此人们要对一些自然灾害进行必要的了解,并予以防范.课题小组对泥石流的威力进行了模拟研究,他们设计了如下的模型:在足够长的斜面上放置一个质量m=4kg的物体,使该物体从静止开始,让其在随位移均匀减小的沿斜面向下的推力作用下运动,斜面的倾角θ=37°,物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.8,其中推力F与物体到出发点的距离x的函数关系式为F=80-20x(N),其中0≤x≤4m.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)物体在斜面上运动过程中的最大加速度am;
(2)物体的速度达到最大时,到出发点的距离x1;
(3)物体在斜面上运动的最大位移xm.
如图所示,在匀强电场中把电荷量q=2.0×10-9C的正电荷放在A点,所受电场力为F=2.0×10-7N,把电荷从A点移到B点,静电力做功为W=2.0×10-9J,AB连线与电场强度方向的夹角为θ=。求:
(1)匀强电场的场强大小;
(2)A、B两点之间的电势差UAB;
(3)AB的长度。
某组同学计划用如图甲所示的实验装置,探究加速度a与合外力F及小车质量M之间的定量关系.
(1)为了平衡小车在运动过程中受到的阻力,必须使木板倾斜恰当的角度θ,若小车和木板之间的动摩擦因数为μ,则tanθ______μ(选填“>”、“<”或“=”).
(2)实验得到如图乙所示的纸带.O点为小车运动起始时刻所打的点,选取时间间隔为0.1s的相邻计数点A、B、C、D、E、F、G,小车的加速度大小为_________m/s2(结果保留2位有效数字).
(3)在处理实验数据时,用m表示砝码和托盘的总质量,用M表示小车的质量,用g表示当地的重力加速度.若用m、M和g表述小车的加速度,则测量值为_________,理论值为_________.
某实验小组进行“验证机械能守恒定律”的实验.
(1)甲同学用图1所示的实验装置验证机械能守恒定律,将电火花计时器固定在铁架台上,把纸带的下端固定在重锤上,纸带穿过电火花计时器,上端用纸带夹夹住,接通电源后释放纸带,纸带上打出一系列的点,所用电源的频率为50 Hz,实验中该同学得到一条点迹清晰的纸带如图2所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点.纸带连续的计时点A、B、C、D至第1个点O的距离如图2所示,已知重锤的质量为1.00 kg,当地的重力加速度为g=9.8 m/s2,从起始点O到打下C点的过程中,重锤重力势能的减少量为=_________J,重锤动能的增加量为ΔEk=_________J,从以上数据可以得到的结论是______________.(结果保留3位有效数字).
(2)乙同学利用上述实验装置测定当地的重力加速度.他打出了一条纸带后,利用纸带测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以v2为纵轴画出了如图3所示的图线.由于图线明显偏离原点,若测量和计算都没有问题,其原因可能是___________________.乙同学测出该图线的斜率为k,如果阻力不可忽略,则当地的重力加速度g_____k(选填“大于”、“等于”或“小于”).
(3)丙同学用如图4所示的气垫导轨装置来验证机械能守恒定律,由导轨标尺可以测出两个光电门之间的距离L,窄遮光板的宽度为d,窄遮光板依次通过两个光电门的时间分别为t1、t2,经分析讨论,由于滑块在气垫导轨上运动时空气阻力很小,为此还需测量的物理量是_______________,机械能守恒的表达式为_______________________.
如图甲所示,一质量为m的物块在t=0时刻,以初速度v0从足够长、倾角为θ的粗糙斜面底端向上滑行,物块速度随时间变化的图象如图乙所示.t0时刻物块到达最高点,3t0时刻物块又返回底端.下列说法正确的是( )
A.物块从开始运动到返回底端的过程中重力的冲量为3mgt0·cosθ
B.物块从t=0时刻开始运动到返回底端的过程中动量的变化量为
C.斜面倾角θ的正弦值为
D.不能求出3t0时间内物块克服摩擦力所做的功