某物理小组为了研究过山车的原理提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为θ=53°,长为L1=7.5m的倾斜轨道AB,通过微小圆弧与足够长的光滑水平轨道BC相连,然后在C处连接一个竖直的光滑圆轨道.如图所示.高为h=0.8m光滑的平台上有一根轻质弹簧,一端被固定在左面的墙上,另一端通过一个可视为质点的质量m=1kg的小球压紧弹簧,现由静止释放小球,小球离开台面时已离开弹簧,到达A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下.已知小物块与AB间的动摩擦因数为μ=0.5,g取10m/s2,sin53°=0.8.求:
(1)弹簧被压缩时的弹性势能;
(2)小球到达C点时速度vC的大小;
(3)小球进入圆轨道后,要使其不脱离轨道,则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件.
如图所示,光滑圆弧的半径为80cm,一质量为1.0kg的物体由A处从静止开始下滑到B点,然后又沿水平面前进3m,到达C点停止。物体经过B点时无机械能损失,g取10m/s2,求:
(1)物体到达B点时的速度以及在B点时对轨道的压力;
(2)物体在BC段上的动摩擦因数;
(3)整个过程中因摩擦而产生的热量。
2018年5月5日,一枚57米高的宇宙神V401型火箭托举着质量为400kg的“洞察号”火星探测器起飞。如果一切顺利,这颗探测器将在2019前后降落到火星表面。已知火星的质量约为地球质量的0.1倍;半径约为3.4×106m,是地球半径的0.5倍,地球表面的重力加速度为10m/s2.。
(1)估算火星表面重力加速度的值;
(2)已知“洞察号”到达火星表面时,先在高度为5.0×104m的轨道上绕火星做匀速圆周运动,估算“洞察号”此时的机械能。(取火星表面为零势能点,表面到轨道处重力加速度可视为常量)
“冲关”类节目中有这样一个环节,选手遇到一个人造山谷AOB,BC段是长为l=2m的水平跑道,选手需要自A点水平跃出冲上水平跑道,其中AO是高h=3.6m的竖直峭壁,OB是以A点为圆心的弧形坡,∠OAB=60°,选手可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度g=10m/s2.
(1)选手从A点跃出后经多次时间落到水平跑道上?
(2)若要落在BC段上,选手的速度应该满足什么范围?
用如图所示实验装置验证机械能守恒定律,重物m从高处由静止开始下落,拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。图甲中给出的是实验中获取的一条纸带;0是打下的第一个点,电源的频率为50Hz,计数点间的距离如图所示。已知m=2000g,则 (g取9.8m/s2,所有结果均保留三位有效数字)
(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5= ______ m/s;
(2)在打点0~5过程中系统动能的增量_____ J,重力势能的减少量 _____ J;
(3)运用机械能守恒定律结论和该实验装置,还可以测量该地的重力加速度,若某同学作出图像如图乙所示,则当地的实际重力加速度g= ______ m/s2.
某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行。打点计时器的工作频率为50 Hz。
(1)关于橡皮筋做功,两位同学提出了不同的说法,你认为正确的是______;
A.橡皮筋对小车做功的大小可以直接测量
B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
C.橡皮筋在小车运动的全程中始终做功
D.把橡皮筋拉伸为原来的两倍,橡皮筋做功也增加为原来的两倍
(2)根据多次测量数据,甲同学作出了功和速度的关系图线,即W-v图;乙同学作出了功与速度平方的关系图线,即图,如图所示。由图线两同学均得出“功与速度的平方一定成正比”的结论。关于甲、乙两位同学的分析,你的评价是(________)
A.甲的分析不正确,乙的分析正确 B.甲的分析正确,乙的分析不正确 C.甲和乙的分析都正确 D.甲和乙的分析都不正确