如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口D端平齐.一个质量为1kg的小球放在曲面AB上,现从距BC的高度为h=0.6m处静止释放小球,它与BC间的动摩擦因数μ=0.5,小球进入管口C端时,它对上管壁有FN=2.5mg的作用力,通过CD后,在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧的弹性势能为Ep=0.5J.取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小球在C处受到的向心力大小;
(2)在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm;
(3)小球最终停止的位置.
如图所示,两平行金属板A、B长为,两板间距离,A板比B板电势高V,一带正电的粒子电荷量为C、质量为,沿电场中心线RO垂直电场线飞入电场,初速度,粒子飞出电场后经过界面MN、PS间的无电场区域,然后进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域(设界面PS右侧点电荷的电场分布不受界面的影响).已知两界面MN、PS相距为,D是中心线RO与界面PS的交点,O点在中心线上,距离界面PS为,粒子穿过界面PS做匀速圆周运动,最后垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上.(静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2,粒子的重力不计)
(1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离为多远;到达PS界面时离D点为多远;
(2)在图上粗略画出粒子的运动轨迹;
(3)确定点电荷Q的电性并求其电荷量的大小.
如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面沿水平方向以初速度v0抛出一个小球,经时间t落地,落地时速度与水平地面间的夹角为α,已知该星球半径为R,万有引力常量为G,求:
(1)该星球表面的重力加速
(2)该星球的第一宇宙速度v;
理论分析可得出弹簧的弹性势能公式(式中k为弹簧的劲度系数, x为弹簧长度的变化量)。为验证这一结论,A、B两位同学设计了以下的实验:
①两位同学首先都进行了如图甲所示的实验:将一根轻质弹簧竖直挂起,在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球,稳定后测得弹簧的伸长量为d。
②A同学完成步骤①后,接着进行了如图乙所示的实验:将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上,并把小铁球放在弹簧上,然后再竖直套上一根带有插销孔的长透明塑料管,利用插销压缩弹簧。拔掉插销时,弹簧对小球做功,使小球弹起,测得弹簧的压缩量x和小铁球上升的最大高度H。
③B同学完成步骤①后,接着进行了如图丙所示的实验:将弹簧放在水平桌面上,一端固定在竖直的墙上,另一端被小铁球压缩,测得压缩量为x,释放弹簧后,小铁球从高为h的桌面上水平抛出,抛出的水平距离为L。
(1)A、B两位同学进行图甲所示的实验目的是为了确定什么物理量,这个物理量是 ;请用m、d、g表示所示的物理量 。
(2)如果成立,那么:
A同学测出的物理量x与d、H的关系式是x= ;
B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式是x= 。
在某次验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出一系列的点如图所示,相邻计数点的时间间隔为0.02s,长度单位是cm,取g=9.8m/s2,求:
(1)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB= m/s(此空保留两位有效数字);
(2)从点O到打下计数点B的过程中,物体重力势能的减少量ΔEp= J,动能的增加量ΔEk= J(此两空保留三位有效数字);
两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的O、M两点,两电荷连线上各点电势随x变化的关系如图所示,其中A、N两点的电势均为零,ND段中的C点电势最高,不计带电粒子重力,则
A. A、N点的电场强度大小为零
B. N、C间场强方向沿x轴正方向
C. 将一正点电荷静放在x轴负半轴,它将一直做加速运动
D. 将一负点电荷从N点移动到D点,电场力先做正功后做负功