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如图所示,轻杆一端固定质量为m的小球,另一端固定在转轴上,轻杆长度为R,可绕水平...

如图所示,轻杆一端固定质量为m的小球,另一端固定在转轴上,轻杆长度为R,可绕水平光滑转轴O在竖直平面内转动。将轻杆从与水平方向成30°角的位置由静止释放。若小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变。当小球运动到最低点P时,轻杆对小球的弹力大小为mg,方向竖直向上。球可以到达Q点吗?若能,试证明;如不能,说明原因。

 

小球可以到达Q点,且速度刚好为零。 【解析】 小球运动到P点时,根据牛顿第二定律可得 解得小球在P点的速度大小为 ; 根据动能定理可得 解得 ; 假设小球能运动到与O点等高的Q点,速度为v′,根据动能定理可得: 解得 故小球能运动到与O点等高的Q点,且达到Q的速度刚好为零;  
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低空跳伞是一种危险性很高的极限运动,通常从高楼、悬崖、高塔等固定物上起跳,在极短时间内必须打开降落伞,才能保证着地安全,某跳伞运动员从高H100 m的楼层起跳,自由下落一段时间后打开降落伞,最终以安全速度匀速落地。若降落伞视为瞬间打开,得到运动员起跳后的速度v随时间t变化的图象如图所示,已知运动员及降落伞装备的总质量m60kg,开伞后所受阻力大小与速率成正比,即Ffkvg10 m/s2,求:打开降落伞后阻力所做的功。

 

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某兴趣小组用如题1图所示的装置验证动能定理.

1)有两种工作频率均为50Hz的打点计时器供实验选用:

A.电磁打点计时器

B.电火花打点计时器

为使纸带在运动时受到的阻力较小,应选择_______(选填“A”“B”).

2)保持长木板水平,将纸带固定在小车后端,纸带穿过打点计时器的限位孔.实验中,为消除摩擦力的影响,在砝码盘中慢慢加入沙子,直到小车开始运动.同学甲认为此时摩擦力的影响已得到消除.同学乙认为还应从盘中取出适量沙子,直至轻推小车观察到小车做匀速运动.看法正确的同学是_____(选填).

3)消除摩擦力的影响后,在砝码盘中加入砝码.接通打点计时器电源,松开小车,小车运动.纸带被打出一系列点,其中的一段如题2图所示.图中纸带按实际尺寸画出,纸带上A点的速度vA=______m/s

4)测出小车的质量为M,再测出纸带上起点到A点的距离为L.小车动能的变化量可用ΔEk=算出.砝码盘中砝码的质量为m,重力加速度为g;实验中,小车的质量应______(选填远大于”“远小于接近)砝码、砝码盘和沙子的总质量,小车所受合力做的功可用W=mgL算出.多次测量,若WΔEk均基本相等则验证了动能定理.

 

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如图甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做验证机械能守恒定律的实验。有一直径为d、质量为m的金属小球从A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得AB间的距离为HH>>d),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g。则:

          

(1)如图乙所示,用游标卡尺测得小球的直径d________mm

(2)多次改变高度H,重复上述实验操作,作出H的变化图像如图丙所示,当图中已知量t0H0和重力加速度g及小球的直径d满足表达式___________________时,可判断小球下落过程中机械能守恒。

(3)实验中,因受空气阻力影响,小球动能的增加量ΔEk总是稍小于其重力势能的减少量ΔEp,适当降低下落高度后,则ΔEpΔEk___________(填增大”“减小不变)。

 

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从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E等于动能Ek与重力势能Ep之和.取地面为重力势能零点,该物体的EEp随它离开地面的高度h的变化如图所示.重力加速度取10 m/s2.由图中数据可得

A.物体的质量为2 kg

B.h=0时,物体的速率为20 m/s

C.h=2 m时,物体的动能Ek=40 J

D.从地面至h=4 m,物体的动能减少100 J

 

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如图所示,劲度系数为k的轻弹簧,一端固定在倾角为30°的光滑固定斜面的底部,另一端和质量m的小物块A相连,质量也为m的物块B紧靠A一起静止。现用手缓慢沿斜面向下压物体B使弹簧再压缩并静止。然后突然放手, AB一起沿斜面向上运动距离L,B达到最大速度v,弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力,重力加速度为g。下列说法正确的是

A.

B.放手的瞬间,AB的弹力大小为

C.从放手到AB达到最大速度v的过程中,弹簧弹性势能减小了

D.若向上运动过程AB出现了分离,则分离时弹簧的压缩量为

 

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