用如图所示的器材和方法可以验证“力的平行四边形定则”.在圆形桌子透明桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中,滑轮P1固定在桌子边,滑轮P2、P3可沿桌边移动.
第一次实验中,步骤如下:
A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,并使结点O静止;
B.在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向,以O点为起点,作出三拉力的图示;
C.以绕过P2、P3绳的两个力为邻边作平行四边形,作出O点为起点的平行四边形的对角线,量出对角线的长度;
D.检验对角线的长度和绕过P1绳拉力的图示的长度是否一样,方向是否在一条直线上.
(1)这次实验中,若一根绳挂的钩码质量为m,另一根绳挂的钩码质量为2m,则第三根绳挂的质量一定大于________且小于________.
(2)第二次实验时,改变滑轮P2、P3的位置和相应绳上钩码的数量,使结点平衡,绳的结点________(选填“必须”或“不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合.实验中,若桌面不水平________(选填“会”或“不会”)影响实验的结论.
如图甲所示,倾角的粗糙斜面固定在水平面上,斜面足够长.一根轻弹簧一端固定在斜面的底端,另一端与质量m=1.0kg的小滑块(可视为质点)接触,滑块与弹簧不相连,开始时弹簧处于压缩状态.当t=0时释放滑块,在0~0.24s时间内,滑块的加速度a随时间t变化的关系如图乙所示.已知弹簧的劲度系数,当t=0.14s时,滑块的速度.g取,,.弹簧弹性势能的表达式为(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量).求:
(1)斜面对滑块摩擦力的大小;
(2)t=0.14s时滑块与出发点间的距离d;
(3)在0~0.44s时间内,摩擦力做的功W.
如图示,一个质量为m=2kg的小球在细绳牵引下在光滑水平的平板上以速率v0=1.0m/s做匀速圆周运动,其半径r=30cm,现将牵引的绳子迅速放长20cm,使小球在数值更大半径的轨道上做匀速圆周运动.求:(细绳穿过光滑平板时与板间无摩擦)
(1)小球在半径小轨道上转动时绳子的拉力;
(2)小球从半径小轨道过渡到半径大轨道所用时间;
(3)小球在半径大轨道上做匀速圆周运动时,小球转动的角速度.
为了探测月球的详细情况,我国发射了一颗绕月球表面飞行的科学实验卫星.假设卫星绕月球做圆 周运动,月球绕地球也做圆周运动.已知卫星绕月球运行的周期为 T0,地球表面重力加速度为 g,地球半径为 R0,月心到地心间的距离为 r0,引力常量为 G,求:
(1)月球的平均密度;
(2)月球绕地球运行的周期.
一只鸟在距水面20m的上空以5m/s的速度水平飞行. 突然它叼着的一条0. 1kg的鱼从口中掉落. 不计空气阻力(g取10m/s2),求
(1)鱼从脱离到落至水面所用的时间;
(2)鱼从脱离到撞击水面的过程中,水平方向的位移大小;
(3)鱼撞击水面的速度大小。
利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直,导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.
(1)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔEk=_________,系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=________,在误差允许的范围内,若ΔEk=ΔEp,则可认为系统的机械能守恒.(用题中字母表示)
(2)在上述实验中,某同学改变A、B间的距离,作出的v2-d图象如图乙所示,并测得M=m,则重力加速度g=________m/s2.