滑板运动是极限运动的鼻祖,许多极限运动项目均由滑板项目延伸而来.如图是滑板运动的轨道,和是两段光滑圆弧形轨道,段的圆心为点,圆心角为,半径与水平轨道垂直,水平轨道段粗糙且长.一运动员从轨道上的点以的速度水平滑出,在点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道,经轨道后冲上轨道,到达点时速度减为零,然后返回.已知运动员和滑板的总质量为,、两点与水平面的竖直高度为和,且,,取.求:
(1)运动员从运动到达点时的速度大小;
(2)轨道段的动摩擦因数;
(3)通过计算说明,第一次返回时,运动员能否回到点?如能,请求出回到点时速度的大小;如不能,则最后停在何处?
目前,上海有若干辆超级电容车试运行(不载客),运行中无需连接电缆,只需在乘客上车间隙充电30~ 60s,就能行驶3~5 km。假设有一辆超级电容车,质量m=2×103kg,额定功率P=60kW,当超级电容车在一平直路面上行驶时,受到的阻力Ff是车重的,取10m/s2。
(1)超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少?
(2)若超级电容车从静止开始,以a=0.5m/s2的加速度做匀加速直线运动,则这一过程能维持多长时间?
如图所示,长l=1m的轻质细绳上端固定,下端连接一个可视为质点的带电小球,小球静止在水平向右的匀强电场中,绳与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球所带电荷量q=1.0×10-6C,匀强电场的场强E=3.0×103N/C,取重力加速度g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:
(1)小球所受电场力F的大小;
(2)小球的质量m;
(3)将电场撤去,小球回到最低点时速度v的大小.
一行星探测器从所探测的行星表面垂直升空(如图),探测器的质量是1500kg,发动机推力为恒力,升空途中发动机突然关闭.如图所示为探测器速度随时间的变化图象,其中A点对应的时刻tA=9s,此行星半径为6×103km,引力恒量G=6.67×10-11N·m2/kg2.求:
(1)探测器在该行星表面达到的最大高度;
(2)该行星表面的重力加速度;
(3)该行星的第一宇宙速度.
如图甲为用电火花打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。
(1)若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,重物质量为0.2kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图乙所示,打P点时,重物的速度为零,A、B、C为另外3个连续点,根据图中的数据,可知重物由P点运动到B点,重力势能减少量ΔEp=_____J。(结果保留三位有效数字)
(2)若PB的距离用h表示,打B点时重物的速度为vB,当两者间的关系式满足_____时,说明下落过程中重物的机械能守恒(已知重力加速度为g)。
(3)实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,其主要原因是_____。
A.重物的质量过大 B.重物的体积过小
C.电源的电压偏低 D.重物及纸带在下落时受到阻力
从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和.取地面为重力势能零点,该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示.重力加速度取10 m/s2.由图中数据可得
A.物体的质量为2 kg
B.h=0时,物体的速率为20 m/s
C.h=2 m时,物体的动能Ek=40 J
D.从地面至h=4 m,物体的动能减少100 J