如图所示,在同一竖直平面内,一轻质弹簧一端固定,另一自由端恰好与水平线AB平齐,静止放于倾角为53°的光滑斜面上。一长为L=9 cm的轻质细绳一端固定在O点,另一端系一质量为m=1 kg的小球,将细绳拉至水平,使小球从位置C由静止释放,小球到达最低点D时,细绳刚好被拉断。之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩,最大压缩量为x=5 cm。(取g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)求:
(1)细绳受到的拉力的最大值;
(2)D点到水平线AB的高度h;
(3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep。
如图所示,与水平面夹角为θ=30°的倾斜传送带始终绷紧,传送带下端A点与上端B点间的距离为L=4 m,传送带以恒定的速率v=2 m/s向上运动。现将一质量为1 kg的物体无初速度地放于A处,已知物体与传送带间的动摩擦因数μ=,取g=10 m/s2,求:
(1)物体从A运动到B共需多少时间?
(2)电动机因传送该物体多消耗的电能。
如图所示,质量为m的小球自由下落高度为R后沿竖直平面内的轨道ABC运动。AB是半径为R的1/4粗糙圆弧,BC是直径为R的光滑半圆弧,小球运动到C时对轨道的压力恰为零,B是轨道最低点,求:小球在AB弧上运动时,摩擦力对小球做的功?
某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中,提出了如图3所示的甲、乙两种方案:甲方案为用自由落体运动进行实验,乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验。
(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析,最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案,你认为该小组选择的方案是________,理由是_______________。
(2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图所示,相邻两点之间的时间间隔为0.02 s,请根据纸带计算出B点的速度大小____________m/s(结果保留三位有效数字)。
(3)该小组内同学们根据纸带算出了相应点的速度,作出v2-h图线如图所示,请根据图线计算出当地的重力加速度g=________m/s2(结果保留两位有效数字)。
如图所示是某研究性学习小组的同学做探究“橡皮筋做功和物体速度变化的关系”的实验,图中是小车在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行的情形。这时,橡皮筋对小车做功记为W。当用2条、3条、…、n条完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…、第n次实验时,每次橡皮筋都被拉伸到同一位置释放。小车每次实验中获得的速度可以由打点计时器所打的纸带测出,图2甲为某次实验中打出的纸带。
(1)除了图中已给出的实验器材和电源外,还需要的器材有________。
(2)实验时为了使小车只在橡皮筋作用下运动,应采取的措施是_________________。
(3)每次实验得到的纸带上的点分布并不都是均匀的,为了测量小车最终获得的末速度,应选用纸带的________________部分进行测量。
(4)从理论上讲,橡皮筋做的功Wn与物体获得的速度vn之间的关系是Wn∝________
某段滑雪道倾角为30°,滑雪运动员(包括雪具在内)总质量为m,从距底端高为h处由静止开始匀加速下滑,下滑加速度g/3(重力加速度为g).在他下滑的整个过程中( )
A.运动员减少的重力势能全部转化为动能
B.运动员最后获得的动能为2mgh/3
C.运动员克服摩擦力做功为2mgh/3
D.系统减少的机械能为mgh/3