一宇航员在某星球的表面做自由落体实验:让小球在离地面h高处自由下落,他测出经时间t小球落地,又已知该星球的半径为R,忽略一切阻力.求:
(1)该星球的质量M;
(2)该星球的第一宇宙速度V.
用如图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒.图乙给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,1、2、3、4、5、6为纸带上6个计数点,每两个相邻计数点间还有4个点未画出,计数点间的距离如图乙所示.已知交流电频率为50Hz.
(1)实验中两个重物的质量关系为m1 m2(选填“>”、“=”或“<”),纸带上打相邻两个计数点时间间隔为T= s;
(2)现测得x1=38.40cm,x2=21.60cm,x3=26.40cm,那么纸带上计数点5对应的速度v5= m/s(结果保留2位有效数字);
(3)在打点0~5过程中系统动能的增加量表达式△Ek= ,系统势能的减少量表达式△Ep= (用m1、m2、x1、x2、x3、T、重力加速度g表示);
(4)若某同学作出的v2﹣h图象如图丙所示,则当地的实际重力加速度表达式为g= (用m1、m2、a、b表示).
某实验小组利用无线力传感器和光电门传感器探究“动能定理”.将无线力传感器和挡光片固定在小车上,用不可伸长的细线通过一个定滑轮与重物G相连,无线力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平轨道上A、B两点各固定一个光电门传感器,用于测量小车的速度v1和v2,如图所示.在小车上放置砝码来改变小车质量,用不同的重物G来改变拉力的大小.
次数 | M/kg | |v22﹣v12|/(m2/s﹣2 | △E/J | F/N | W/J |
1 | 0.500 | 0.760 | 0.190 | 0.400 | 0.200 |
2 | 0.500 | 1.65 | 0.413 | 0.840 | 0.420 |
3 | 0.500 | 2.40 | △E2 | 1.22 | W2 |
实验主要步骤如下:
(1)测量小车和拉力传感器的总质量M1.正确连接所需电路.调节导轨两端的旋钮改变导轨的倾斜度,用以平衡小车的摩擦力,使小车正好做匀速运动.
(2)把细线的一端固定在力传感器上,另一端通过定滑轮与重物G相连;将小车停在点C,由静止开始释放小车,小车在细线拉动下运动,除了光电门传感器测量速度和力传感器测量拉力的数据以外,还应该记录的物理量为 ;
(3)改变小车的质量或重物的质量,重复(2)的操作.
(4)表格中M是M1与小车中砝码质量之和,△E为动能变化量,F是拉力传感器的拉力,W是F在A、B间所做的功.表中的△E3= J,W3= J(结果保留三位有效数字).
如图所示,光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型,最低点B处的入、出口靠近但相互错开,C是半径为R的圆形轨道的最高点,BD部分水平,末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接,传送带以恒定速度v逆时针转动,现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放,滑块能通过C点后再经D点滑上传送带,则( )
A.固定位置A到B点的竖直高度可能为2R
B.滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关
C.滑块可能重新回到出发点A处
D.传送带速度v越大,滑块与传送带摩擦产生的热量越多
如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高,杆上的B点在A点下方距离为d处.现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是( )
A.环到达B处时,重物上升的高度
B.环到达B处时,环与重物的速度大小相等
C.环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能
D.环能下降的最大高度为d
如图,离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒,筒内固定一轻质弹簧,弹簧处于自然长度.现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出,刚好能水平进入圆筒中,不计空气阻力.下列说法中正确的是( )
A.小球在上升过程中处于失重状态
B.弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能
C.小球从抛出点到筒口的时间与小球抛出时的初速度方向有关
D.小球从抛出点到筒口的时间与小球抛出时的初速度方向无关