如图所示,同一竖直平面内的光滑轨道,是由一斜直轨道和一段由细圆管弯成的圆形轨道连接而成,斜直轨道的底端与圆形轨道相切。圆形轨道半径为R(细圆管内径远小于R),A是圆形轨道的最低点,B是圆形轨道的最高点,O是圆形轨道的圆心。现有一质量为m的小球从斜直轨道上某处由静止开始下滑,进入细圆管内做圆周运动。忽略机械能损失,重力加速度用g表示。试求:
(1)若小球从距地面高2R处下滑,小球到达A点的速度大小;
(2)若小球到达B点时速度大小为,小球下落的高度应是圆形轨道半径的多少倍;
(3)若小球通过圆形轨道最高点B时,对管壁的压力大小为0.5mg,小球下落的高度应是圆形轨道半径R的多少倍。
质量为 m 的汽车在平直公路上行驶,阻力 f 保持不变,当速度达到 v0 时,发动机的实际功率正好等于额定功率 P0,此后,汽车在额定功率下继续加速行驶,公路足够长:
(1)求汽车能达到的最大速度 vm;
(2)在下图中,定性画出汽车的速度由 v0 加速到 vm的过程中,速度 v 随时间 t 变化关系的图线;
(3)若汽车的速度从 v0 增大到 v1,所用时间为 t,求这段时间内汽车的位移 x。
杂技演员在做水流星表演时,用绳系着装有水的水桶,在竖直平面内做圆周运动,若水的质量 m=0.5 kg,绳长 l=60 cm,若 g 取 10m/s2,求:
(1)最高点水不流出的最小速率;
(2)水在最高点速率 v=3 m/s 时,水对桶底的压力。
2016年4月6日,我国首颗微重力科学实验卫星“实践十号”发射升空。已知卫星的质量为m,它绕地球做匀速圆周运动时距地球表面的高度为h。已知引力常量为G,地球质量为M,地球半径为R。求:
(1)卫星所受的万有引力F;
(2)卫星做匀速圆周运动的周期T。
如图所示,用F=8.0N的水平拉力,使质量m =2.0kg的物体由静止开始沿光滑水平面做匀加速直线运动。求:
(1)物体加速度a的大小;
(2)在t=3.0s内水平拉力F所做的功。
利用如图所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验:
(1)为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的_____;
A.动能变化量与势能变化量
B.速度变化量与势能变化量
C.速度变化量与高度变化量
(2)除带夹子的重物、纸带、铁架台(含铁夹)、电磁打点计时器、导线及开关外,在下列器材中,还必须使用的两种器材是_____;
A.交流电源 B.刻度尺 C.天平(含砝码)
(3)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是_____。
A.利用公式vgt计算重物速度
B.利用公式v 计算重物速度
C.存在空气阻力和摩擦阻力的影响
D.没有采用多次实验取平均值的方法