如图所示,光滑的水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135°的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点,弹簧和物块具有的弹性势能为Ep,释放后物块从桌面右边缘D点飞离桌面后,由P点沿圆轨道切线落入圆轨道。g=10m/s2,求:
(1)Ep的大小;
(2)判断m能否沿圆轨道到达M点。
一质量为8.00×104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60×105 m处以7.5×103 m/s的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s2。(结果保留2位有效数字)
(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;
(2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。
在某中学举办的头脑奥林匹克竞赛中,有一个叫做“保护鸡蛋”的竞赛项目,要求制作一个装置,让鸡蛋从两层楼的高度落到地面且不被摔坏:如果没有保护,鸡蛋最多只能从0.1m的高度落到地面而不被摔坏;有一位同学设计了如图所示的一个装置来保护鸡蛋,用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋,A夹板和B夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍,现将该装置从距地面4m的高处落下,装置着地时间短且保持竖直不被弹起,g取10m/s2。求:
(1)如果鸡蛋不被摔坏,直接撞击地面速度最大不能超过多少?
(2)如果使用该装置,鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离x至少为多少?(小数点后面保留两位数字)
如图甲所示,一质量为m=1kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物块在受到按如图乙所示规律变化的水平力F作用下向右运动,第3s末物块运动到B点时速度刚好为0,第5s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ=0.2,(g取10m/s2)求:
(1)AB间的距离;
(2)水平力F在5s时间内对物块所做的功。
打点计时器接在50Hz的交流电源上时,每隔_______s打一个点。做匀变速直线运动的小车拖动纸带穿过打点计时器,纸带上记录的点如图,A、B、C、D、E为5个计数点,相邻两计数点间有4个点没标出。已知纸带与A点相近的一端跟小车相连,由此可知,小车的加速度大小为_______m/s2,方向与小车运动方向___________(填“相同”或“相反”);打C点时,小车的瞬时速度________m/s。(计算结果均保留三位有效数字)
某同学利用如图甲所示的实验装置验证机械能守恒定律。该同学经正确操作得到打点纸带,在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点,依次为1、2、3、4、5、6、7,测量各计数点到第一个打点的距离h,并正确求出打相应点时的速度v。各计数点对应的数据见下表:
计数点 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
h(m) | 0.124 | 0.194 | 0.279 | 0.380 | 0.497 | 0.630 | 0.777 |
v(m/s) |
| 1.94 | 2.33 | 2.73 | 3.13 | 3.50 |
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v2(m2/s2) |
| 3.76 | 5.43 | 7.45 | 9.80 | 12.25 |
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(1)请在图乙坐标中,描点作出v2-h图线_______;
(2)由图线可知,重锤下落的加速度g′=________m/s2(保留三位有效数字);
(3)若当地的重力加速度g=9.8m/s2,根据作出的图线,能粗略验证自由下落的重锤机械能守恒的依据是________。