如图所示,竖直平面内半径为R=0.5m的光滑半圆形轨道,与水平轨道AB相连接,AB的长度为x=2.5m。一质量为m=1kg的小球,在水平恒力F作用下由静止开始从A向B运动,小球与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.3,到B点时撤去力F,小球沿圆轨道运动到最高点时对轨道的压力为40N,重力加速度为g。求:
(1)小球在C点的速度大小;
(2)恒力F的大小.
某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方,滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计。在气垫导轨上相隔一定距离L的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器A、B时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图线。
(1)当采用图甲的实验装置进行实验时,下列说法中正确的是(____)
A.滑块P机械能守恒
B.钩码Q机械能守恒
C.滑块P和钩码Q组成的系统机械能守恒
D.以上三种说法都正确
(2)实验前,接通电源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的△t1____△t2(选填“>”“=”或“<”)时,说明气垫导轨已经水平。
(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若△t1、△t2、遮光条宽度d、滑块质量M、钩码质量m已知,若上述物理量间满足关系式______________,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。
(4)若遮光条宽度d=8.400mm,A、B间的距离L=160.00cm,△t1=8.40×10−3s,△t2=4.20×10−3s,滑块质量M=180g,钩码Q质量m=20g,则滑块从A运动到B的过程中系统势能的减少量△Ep=_______J,系统动能的增量△Ek=________J。(g=9.80m/s2,计算结果保留三位有效数字)
重物m系在上端固定的轻弹簧下端,用手托起重物,使弹簧处于竖直方向,弹簧的长度等于原长时,突然松手,重物下落的过程中,对于重物、弹簧和地球组成的系统来说,下列说法正确的是
A.重物的动能最大时,重力势能和弹性势能的总和最小
B.重物的重力势能最小时,动能最大
C.弹簧的弹性势能最大时,重物的动能最小
D.重物的重力势能最小时,弹簧的弹性势能最大
质量为2kg的物体被人由静止开始向上提升2.5m后速度达到2m/s,g取10m/s2,则下列判断正确的是( )
A.人对物体做的功是54J
B.合外力对物体做功4J
C.物体克服重力做功50J
D.人对物体做的功等于物体增加的机械能
美国宇航局的“战神Ⅰ—X”火箭在佛罗里达州肯尼迪航天中心发射升空。它是人类有史以来威力最大的火箭,这也是美国重返月球的第一步。据悉,若干年后“奥莱恩”载人飞船将被“战神Ⅰ—X”火箭送入月球轨道,若以T表示“奥莱恩”在离月球表面高度h处的轨道上做匀速圆周运动的周期,以R表示月球的半径,则( )
A.“奥莱恩”运行时的向心加速度为
B.“奥莱恩”运行时的向心加速度
C.月球表面的重力加速度为
D.月球表面的重力加速度为
一物体静止在粗糙水平地面上。现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v。对于上述两个过程,用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功,Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则( )
A. WF2>4WF1,Wf2>2Wf1
B. WF2>4 WF1,Wf2=2 Wf1
C. WF2<4 WF1,Wf2=2 Wf1
D. WF2<4 WF1,Wf2<2 Wf1