如图所示,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径为r的细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k的轻弹簧,轻弹簧下端固定,上端恰好与管口D端齐平.质量为m的小球在曲面上距BC的高度为2r处从静止开始下滑,进入管口C端时与管壁间恰好无作用力,通过CD后压缩弹簧,在压缩弹簧过程中速度最大时弹簧的弹性势能为Ep,已知小球与BC间的动摩擦因数μ=0.5.求:
(1)小球达到B点时的速度大小vB;
(2)水平面BC的长度s;
(3)在压缩弹簧过程中小球的最大速度vm.
荡秋千是大家喜爱的一项体育运动.随着科技迅速发展,将来的某一天,同学们也会在其他星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所在星球的质量为M,半径为R,可将人视为质点,秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90°,引力常量为G.那么:
(1)该星球表面附近时重力加速度g星等于多少?
(2)若经过最低位置的速度为v0,你能上升的最大高度是多少?
如图(a)中,悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动.在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹.用重锤线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放)球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐.用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律,已知重力加速度为g,小球的质量为m.
(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为________ cm.
(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0=________.
(3)用测出的物理量表示出小球从A到B过程中,重力势能的减少量ΔEp=________,动能的增加量ΔEk=________.
频闪摄影是研究变速运动常用的实验手段.在暗室中,照相机的快门处于常开状态,频闪仪每隔一定时间发出一次短暂的强烈闪光,照亮运动的物体,于是胶片上记录了物体在几个闪光时刻的位置.某物理小组利用图甲所示装置探究平抛运动规律.他们分别在该装置正上方A处和右侧正前方B处安装了频闪仪器并进行了拍摄,得到的频闪照片如图乙,O为抛出点,P为运动轨迹上某点.则根据平抛运动规律分析下列问题:
(1)乙图中,摄像头A所拍摄的频闪照片为________[选填“(a)”或“(b)”].
(2)测得图乙(a)中OP距离为45 cm,(b)中OP距离为30 cm,g取10 m/s2则平抛物体的初速度大小应为________m/s,P点速度大小应为________m/s.
如图所示,两个圆弧轨道固定在水平地面上,半径R相同,A轨道由金属凹槽制成,B轨道由金属圆管制成,均可视为光滑轨道。在两轨道右侧的正上方分别将金属小球A和B由静止释放,小球距离地面的高度分别用hA和hB表示,对于下述说法中错误的是( )
A.若hA=hB≥2R,则两小球都能沿轨道运动到最高点
B.若hA=hB=,由于机械能守恒,两小球在轨道上上升的最大高度均为
C.适当调整hA和hB,均可使两小球从轨道最高点飞出后再次进入圆形轨道运动
D.若使小球沿轨道运动并从最高点飞出,A小球在hA≥,B小球在hB>2R的任意高度均可
质量为1 kg的物体在水平粗糙的地面上,在一水平外力F作用下运动,如图甲所示,外力F做功和物体克服摩擦力做功与物体位移的关系如图乙所示,重力加速度g为10 m/s2。下列分析正确的是( )
A.s=9 m时,物体速度为3 m/s
B.物体运动的位移为13.5 m
C.前3 m运动过程中物体的加速度为3 m/s2
D.物体与地面之间的动摩擦因数为0.2