光滑的长轨道形状如图所示,下部为半圆形,半径为 R=0.3 m,固定在竖直平面内。质量分别为 m、2m的两小环 A、B 用长为的轻杆连接在一起,套在轨道上,A 环距轨道底部高为,现将 A、B 两环从图示位置由静止释放。重力加速度为g,已知 sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)运动过程中 A 环距轨道底部的最大高度;
(2)A环到达轨道底部时,A、B两环速度大小。
如图所示,圆筒的内壁光滑,底端固定在竖直转轴上,圆筒可随轴转动,它与水平面的夹角始终为45o。在筒内有两个用轻质弹簧连接的相同小球A、B(小球直径略小于圆筒内径),A、B的质量均为m,弹簧的劲度系数为k。当圆筒静止时A、B之间的距离为L(L远大于小球直径)。现让圆筒开始转动,其角速度从零开始缓慢增大,当角速度增大到时保持匀速转动,此时小球B对圆筒底部的压力恰好为零。重力加速度大小为g。
(1)求圆筒的角速度从零增大至的过程中,弹簧弹性势能的变化量;
(2)用m、g、L、k表示小球A匀速转动时的动能。
固定在水平地面上的工件,由AB和BD两部分组成,其中AB部分为光滑的圆弧,∠AOB=37°,圆弧的半径R=0.5m,圆心O点在B点正上方,BD部分水平,长度为=0.2m,C为BD的中点。现有一质量m=1kg的物块(可视为质点),从A端由静止释放,恰好能运动到D点。为使物块运动到C点时速度为零,可先将BD部分以B为轴向上转动一锐角θ,不计物块经过B点时能量损失。sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.求:
(1)该锐角θ;
(2)物块在BD板上运动的总路程。
小明同学利用如图所示的装置来验证机械能守恒定律.A为装有挡光片的钩码,总质量为M,挡光片的挡光宽度为b,轻绳一端与A相连,另一端跨过光滑轻质定滑轮与质量为m(m<M)的重物B相连.他的做法是:先用力拉住B,保持A、B静止,测出A的挡光片上端到光电门的距离h;然后由静止释放B,A下落过程中经过光电门,光电门可测出挡光片的挡光时间t,算出挡光片经过光电门的平均速度,将其视为A下落h(h>>b)时的速度,重力加速度为g.
(1)在A从静止开始下落h的过程中,验证以A、B、地球所组成的系统机械能守恒定律的表达式为_______________________(用题目所给物理量的符号表示);
(2)由于光电门所测的平均速度与物体A下落h时的瞬时速度间存在一个差值,因而系统减少的重力势能_________系统增加的动能(选填“大于”或“小于”);
(3)为减小上述对结果的影响,小明同学想到了以下一些做法,其中可行的是________
A.保持A下落的初始位置不变,测出多组t,算出多个平均速度然后取平均值
B.减小挡光片上端到光电门的距离h
C.增大挡光片的挡光宽度b
D.适当减小挡光片的挡光宽度b
(4)若采用本装置测量当地的重力加速度g,则测量值________真实值(选填“大于”、“等于”或“小于”).
在“探究动能定理”实验中,某实验小组采用如图甲所示的装置,在水平气垫导轨上安装了两个光电门M、N滑块上固定一遮光条,细线绕过定滑轮滑块与力传感器相连,传感器下发悬挂钩码,已知遮光条的宽度为d,滑块和遮光条的总质量为m.
(1)接通气源,滑块从A位置由静止释放,读出遮光条通过光电门M、N的时间分别为t1、t2,力传感器的示数F,改变钩码质量,重复上述实验.
①为探究在M、N间运动过程中细线拉力对滑块做的功W和滑块动量增量△Ek的关系,还需要测量的物理量______(写出名称及符号);
②利用实验中直接测量的物理量表示需探究的关系式为______.
(2)保持钩码质量不变,改变光电门N的位置,重复实验,根据实验数据做出从M到N过程中细线拉力对滑块做的功W与滑块到达N点时速度二次方v2的关系图象,如图乙所示,则图线的斜率表示______,图线在横轴上的截距表示______.
(3)下列不必要的实验操作和要求有______(请填写选项前对应的字母)
A.测量钩码的质量
B.调节气垫导轨水平
C.调节滑轮细线与气垫导轨平行
D.保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量.
18世纪,数学家莫佩尔蒂,哲学家伏尔泰曾经设想“穿透”地球;假设能够沿着地球两极连线开凿一条沿着地轴的隧道贯穿地球,一个人可以从北极入口由静止自由落入隧道中,忽略一切阻力,此人可以从南极出口飞出,(已知此人的质量m=50 kg;地球表面处重力加速度g取10 m/s2;地球半径R=6.4×106 m;假设地球可视为质量分布均匀的球体.均匀球壳对壳内任一点的质点合引力为零)则以下说法正确的是
A.人与地球构成的系统,由于重力发生变化,故机械能不守恒
B.人在下落过程中,受到的万有引力与到地心的距离成正比
C.人从北极开始下落,到刚好经过地心的过程,万有引力对人做功W=3.2×109 J
D.当人下落经过距地心R瞬间,人的瞬时速度大小为×103 m/s