(10分)下图是某传送装置的示意图。其中PQ为水平的传送带,传送带长度L=6m。MN是光滑的曲面,曲面与传送带相切于N点。现在有一滑块质量为m=3kg从离N点高为h=5m M处静止释放,滑块与传送带间的摩擦系数为μ=0.3。重力加速度为g=10m/s 2 。
(1)滑块以多大的速度进入传送带?
(2)若传送带顺时针转动,滑块以多大的速度离开传送带?
(3)若传送带顺时针转动且速度大小为v,求出滑块与传送带摩擦产生的热量Q与传送带的速度v的大小关系。
(9分)下暴雨时,有时会发生山体滑坡或泥石流等地质灾害。某地有一倾角为θ=37°(sin37°=0.6 )的山坡C,上面有一质量为2m的石板B,其上下表面与斜坡平行;B上有一碎石堆A(含有大量泥土),A和B均处于静止状态,如图所示。假设某次暴雨中,A浸透雨水后总质量为m(可视为质量不变的滑块),在极短时间内,A、B间的动摩擦因数μ1减小为,B、C间的动摩擦因数μ2减小为0.5,A、B开始运动。已知A开始运动时,A离B下边缘的距离l=12m,C足够长。取重力加速度大小g=10m/s2。求:
(1)A和B加速度的大小;
(2)A在B上运动的时间
(6分)某星球的质量约为地球质量的8倍,半径约为地球半径的2倍。已知地球的第一宇宙速度为7.9 km/s,则航天器在该星球表面附近绕星球做匀速圆周运动的速度大小约为多少?
某同学为探究“合力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:
①按图甲摆好实验装置,其中小车质量 M =0.20 kg ,钩码总质量 m =0.05 kg.
②释放小车,然后接通打点计时器的电源(电源频率为 f =50 Hz),打出一条纸带.
(1)他在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,如图乙所示.把打下的第一点记作0,然后依次取若干个计数点,相邻计数点间还有4个点未画出,用厘米刻度尺测得各计数点到0点距离分别为 d 1 = 0.041 m , d 2 = 0.055 m , d 3 = 0.167 m , d 4 = 0.256 m , d 5 = 0.360 m , d 6 = 0.480 m ,…他把钩码重力(当地重力加速度 g = 9.8 m /s 2 )作为小车所受合力,算出0点到第5计数点合力做功 W =__________J(结果保留三位有效数字),用正确的公式计算打下第5计数点时小车动能E k =__________(用相关数据前字母列式)并把打下第5点时小车动能作为小车动能的改变量,算得 E k =0.125 J.
(2)此次实验探究的结果,他没能得到“合力对物体做的功等于物体动能的增量”,且误差很大.通过反思,他认为产生误差的可能原因如下,其中正确的是__________.
A.没有使用最小刻度为毫米的刻度尺测距离是产生此误差的主要原因
B.钩码质量太大,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
C.没有平衡摩擦力,使得合力对物体做功的测量值比真实值偏大太多
D.释放小车和接通电源的次序有误,使得动能增量的测量值比真实值偏小
表中是某同学为“探究弹力与弹簧伸长的关系”的实验所测的几组数据:
弹力F/N | 2.2 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | 3.0 |
弹簧的伸长x/cm | 2.5 | 5.0 | 7.4 | 10.1 | 12.5 |
(1)请你在图中的坐标纸上作出F x图线:
(2)若弹簧的原长为40 cm,写出弹力F与弹簧总长度L的函数表达式:_____ ___(以N和m为单位)。
如图所示,在距水平地面高为0.4 m处,水平固定一根长直光滑杆,在杆上P点固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套有一质量m=2 kg的小球A。半径R=0.3 m的光滑半圆形细轨道,竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量也为m=2 kg的小球B。用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内,两小球均可看做质点,不计滑轮大小的影响, 且细绳刚好没有张力,g取10 m/s2。现给小球A一个水平向右的恒力F=55 N。以下说法正确的是( )
A. 把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中,力F做的功WF=16.5J
B. 当细绳与圆形轨道相切时,小球B与小球A速度大小相等
C. 把小球B从地面拉到P点正下方C点时,小球A速度的大小v=3 m/s
D. 把小球B从地面拉到P点正下方C点时,小球B速度的大小v=4m/s