利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示.水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点放置带有长方形遮光条的滑块,其总质量为M,左端由跨过光滑定滑轮的轻质细绳与质量为m的小球相连;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的时间t,用L表示A点到光电门B处的距离,d表示遮光片的宽度,将遮光片通过电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d,结果如图乙所示,由此读出d=______cm.
(2)某次实验测得气垫导轨的倾斜角为θ,重力加速度用g表示,滑块从A点到B点过程中,m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek=______,系统的重力势能减少量可表示为△Ep=______,在误差允许的范围内,若△Ek=△Ep,则可认为系统的机械能守恒.
如图a所示,一轻质弹簧的下端固定在水平面上,上端放置一物体(物体与弹簧不连接),初始时物体处于静止状态.现用竖直向上的拉力F作用在物体上,使物体开始向上做匀加速运动,拉力F与物体位移x之间的关系如图b所示(g=10m/s2),则下列结论正确的是( )
A.物体的质量为3kg
B.物体的加速度大小为5m/s2
C.弹簧的劲度系数为7.5N/cm
D.物体与弹簧分离时动能为0.4J
如图所示,有一固定的且内壁光滑的半球面,球心为O,最低点为C,在其内壁上有两个质量相同的小球(可视为质点)A和B,在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动,A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面,A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别为α=53°和β=37°,以最低点C所在的水平面为重力势能的参考平面,则( )
A.A、B两球所受支持力的大小之比为4:3
B.A、B两球运动的周期之比为4:3
C.A、B两球的动能之比为16:9
D.A、B两球的机械能之比为112:51
水平传送带被广泛地应用于机场和火车站,用于对旅客的行李进行安全检查.如图所示为一水平传送带装置示意图,紧绷的传送带AB始终保持v=1m/s的恒定速率运行.旅客把质量为m=2kg的行李无初速度地放在A处,设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,AB间的距离为2m,g取10m/s2.若乘客把行李放到传送带的同时也以v=1m/s的恒定速度平行于传送带运动去B处取行李,则这个过程中( )
A. 传送带多消耗的电能为1J
B. 传送带上产生的热量为1J
C. 乘客提前0.5s到达B
D. 若传送带速度足够大,行李最快也要2s才能到达B
水平面上有质量相等的a、b两物体,水平推力F1、F2分别作用在a、b上.各作用一段时间后撤去推力,物体将继续运动一段时间后停下来.撤去推力时两物体速度相等,它们运动的v﹣t图象如图所示,图中AB∥CD,整个过程中( )
A. 水平推力F1、F2的大小相等
B. a、b与水平面间的动摩擦因数相等
C. a的平均速度大于b的平均速度
D. 水平推力F1、F2所做的功可能相等
一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是( )