图(甲)所示,弯曲部分AB和CD是两个半径相等的圆弧,中间的BC段是竖直的薄壁细圆管(细圆管内径略大于小球的直径),细圆管分别与上、下圆弧轨道相切连接,BC段的长度L可作伸缩调节.下圆弧轨道与地面相切,其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点,整个轨道固定在竖直平面内.一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出.今在A、D两点各放一个压力传感器,测试小球对轨道A、D两点的压力,计算出压力差△F.改变BC间距离L,重复上述实验,最后绘得△F-L的图线如图(乙)所示,(不计一切摩擦阻力,g取10m/s2),试求:
(1)某一次调节后D点离地高度为0.8m.小球从D点飞出,落地点与D点水平距离为2.4m,小球通过D点时的速度大小
(2)小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径大小
如图所示,用一不可伸长的绝缘细线拴一个质量为m=1.0×10-2 kg、电荷量q=+2.0×10-8 C的小球(可视为点电荷)后悬挂于O点,整个装置处于水平向右、区域足够大的匀强电场E中。现将小球向右拉至位置A,使细线刚好伸直且水平,由静止释放小球,小球做圆周运动到达位置B时速度恰好为零,此时细线与竖直方向的夹角为。取g=10m/s2,sin=0.6,cos=0.8。
(1)求电场强度E的大小;
(2)若小球运动到位置B时细线恰好断裂,求由B开始经过1s时小球的位移大小。(结果可用根式表示)
如图所示为修建高层建筑常用的塔式起重机。起重机保持恒定的功率将一质量为m的重物由静止开始将其竖直向上吊起,当重物上升的高度为h时,重物以v开始匀速运动。重力加速度为g,摩擦及空气阻力忽略不计。求:
(1)当重物匀速上升时牵引力的大小;
(2)起重机输出的功率;
(3)重物由静止开始上升h高度所需要的时间。
如图所示,电荷量分别为+q、+9q的两带电小球A、B,用两根不可伸长的绝缘细线悬挂于O点,静止时A、B两球处于同一水平线上。已知O点到A球的距离OA=2L,∠AOB=,∠OAB=,静电力常量为k,带电小球均可视为点电荷,求:
(1)A、B两球间的库仑力大小;
(2)A、B两球的质量之比。
在做“探究功和物体速度变化的关系”实验时,某同学认为教材上提供的方案:增加橡皮筋的根数,实际上是通过增加力的倍数,从而增加功的倍数。该同学设想,由功的计算式W=FLcosα可知,保持力不变,增加力作用的距离也可以增加功的倍数,据此,他设计了如下实验方案:
①取一平整的长木板倾斜固定在水平桌面上,将一光电门(与电脑连接)固定于长木板下端的a点。
②在长木板上标出到光电门间距分别为x=L、2L、3L、4L、5L…的位置点b、c、d、e、f、…。
③将带有很窄挡光片的小车分别从b、c、d、e、f、点由静止释放(释放时挡光片正好位于b、c、d、e、f、…点),利用光电门测定小车通过a点的速度v=v1、v2、v3、v4、v5…。
④通过作x和v的关系图象,寻找x和v的关系,进而得出功和物体速度变化的关系。
(1)本方案中,摩擦力的存在对实验结果_____________影响;(填“有”或“无”)
(2)该同学根据上述方案完成实验,实验数据记录如下表。利用数据在坐标纸中画出x和v的关系图象如下图所示,则图象的横坐标表示__________。(填“v”或“v2”或“”…..)。
x/cm | 15.00 | 30.00 | 45.00 | 60.00 | 75.00 |
v/m·s-1 | 0.64 | 0.89 | 1.10 | 1.27 | 1.42 |
用图1所示装置做“验证机械能守恒定律”实验。实验时质量为1.00kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如图2.已知打点计时器所接交流电源的周期为0.02s,当地的重力加速度g=9.80m/s2.
(1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是_______。
A.重物的密度尽量大一些
B.重物下落的高度适当高一点
C.重复多次实验时,重物必须从同一位置开始下落
D.必须从纸带上第一个点开始计算来验证机械能是否守恒
(2)从起点O到打下B点的过程中,重物重力势能的减小量ΔEp=________J,动能的增加量ΔEk=_____J。(以上两空计算结果均保留两位有效数字)
(3)通过计算,发现ΔEp与ΔEk的数值并不相等,这是因为_______。
(4)根据纸带算出相关各点的速度值v,量出下落的距离h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图3中的_________