如图所示,半径为R的圆弧形光滑轨道AB固定在竖直面内,轨道最低点B与水平面平滑连接,A点与圆心O在同一水平面上;一个连接有轻弹簧的物块Q锁定在水平面上的C点,弹簧自然伸长,左端与地面上的D点对齐,BD长为R。让物块P自A点正上方高R处由静止释放,物块P从A点无碰撞地滑入圆弧轨道,之后与轻弹簧碰撞反弹,第二次到达圆弧轨道的B点时,对轨道的压力是物块P重力的3倍。已知P、Q两物块的质量分别为m、2m,重力加速度为g,水平面上的D点左侧粗糙,右侧光滑。求:
(1)物块P与水平地面间的动摩擦因数及弹簧被压缩时具有的最大弹性势能;
(2)如果解除物块Q的锁定,物块P下滑后与弹簧相碰并粘连在一起,则此后P的速度为零时弹簧的弹性势能和Q的速度为零时弹簧的弹性势能分别为多大;
(3)如果解除物块Q的锁定,试分析物块P下滑后被弹簧弹回,能否第二次到达B点,如果不能,物块P会停在离B点多远的位置;如果能,物块P到B点时对圆弧轨道的压力为多大。
如图所示,光滑的平行金属导轨MN、PQ倾斜固定放置,导轨间距为1m,导轨所在平面的倾角为θ=30°,导轨上端并联接入阻值均为4Ω的定值电阻R1、R2,整个装置处在方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度大小为B0=2T。闭合开关S,将质量为m=1kg的金属棒ab垂直放在导轨上由静止释放。已知金属棒运动过程中始终与导轨垂直并接触良好,且导轨足够长,重力加速度g取10m/s2,不计导轨和金属棒的电阻,求:
(1)当金属棒加速度为3m/s2时,回路中的电功率为多大;
(2)某时刻,金属棒运动的速度达到最大,此时金属棒离电阻R2的距离为x0=1m,这时断开开关S,为使回路中的感应电流为零,从此时开始,匀强磁场的磁感应强度B随时间t如何变化,写出相关的表达式。
如图所示为某同学用来测量未知电阻Rx连接好的实物图,其中R0为阻值已知的定值电阻,S2为单刀双掷开关,电压表为理想电压表。
(1)请根据实物图在虚线框中画出电路图_________;
(2)调节滑动变阻器滑片至适当的位置,闭合开关S1;将开关S2掷于1,记录此时电压表的示数U1;再将开关S2掷于2,记录此时电压表的示数U2,则待测电阻阻值的表达式Rx=__________(用R0、U1、U2表示);
(3)闭合开关S1,多次调节滑动变阻器滑片的位置,重复步骤(2),测得多组U1、U2的数据,作出U1—U2图象,测得图象的斜率为k,由此求得被测电阻的大小Rx=_______。
如图所示,某同学设计了一种测量物块与斜面间动摩擦因数的实验装置,将斜面固定在桌子边缘,在斜面上装有两个光电门1、2,绕过斜面顶端光滑定滑轮的细线一端连在装有遮光片的物块上,另一端吊着装有砂的砂桶,物块静止在斜面上。
(1)通过调节定滑轮高度,使连接物块的细线与斜面平行;给物块一个初速度使物块沿斜面向上滑动,观察物块通过光电门1、2时光电计时器记录的遮光片遮光的时间,如果通过光电门1的遮光时间t1小于通过光电门2的遮光时间t2,则需要__________(填“增加”或“减少”)砂桶内砂的质量,直到物块上滑时,通过两个光电门的遮光时间相等;
(2)已知斜面的高为h、长为L,测出物块和遮光片的总质量为M,要测量物块和斜面间的动摩擦因数,还需要测量______________________________(写出需要测量的物理量名称和符号),则物块与斜面间的动摩擦因数为μ=____________________(用已知的和测量的物理量表示)。
如图所示,P、Q为水平面内带等量同种正电的固定点电荷,M、N为P、Q连线竖直方向上的垂直平分线上的两点,且M、N关于P、Q连线对称。一个带负电的粒子,在M点以一定的初速度射出,若粒子仅受电场力的作用,则下列说法正确的是( )
A.若粒子沿中垂线向下射出,粒子在N点的速度大小与在M点的速度大小相等
B.若粒子沿中垂线向下射出,粒子在N点的加速度与在M点的加速度相同
C.若粒子沿中垂线向上射出,粒子向上运动的过程加速度一定越来越小,电势能一定越来越大
D.若粒子垂直中垂线射出,粒子运动过程中的电势能可能保持不变
我国是拥有极轨气象卫星的四个国家之一,极轨气象卫星在距离地面约840km的轨道上运行,它的轨道通过地球的南北极,且每天两次飞越地球表面上的一个点。已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的7倍,地球半径约为6400km。关于极轨气象卫星,下列说法正确的是( )
A.极轨气象卫星的运行速度大于第一宇宙速度
B.极轨气象卫星的运行速度大于地球同步卫星的运行速度
C.极轨气象卫星的运行周期为12小时
D.在合适的条件下,极轨气象卫星可以在12小时内获得一份全球气象资料