【题目】如图所示,在距地面h=5m的光滑水平桌面上,一轻质弹簧被a(质量为1kg,可视为质点)和b(质量为2kg,可视为质点)两个小物体压缩(不拴接),弹簧和小物体均处于静止状态。今同时释放两个小物体,弹簧恢复原长后,物体a继续运动最后落在水平地面上,落点距桌子边缘距离x=2m,物体b则从A端滑上与桌面等高的传送带,传送带起初以v0=2m/s的速度顺时针运转,在b滑上的同时传送带开始以a0=1m/s2的加速度加速运转,物体和传送带间的动摩擦因数μ=0.2,传送带右侧B端处固定一竖直放置的光滑半圆轨道BCD,其半径R=0.8m,小物体b恰能滑上与圆心O等高的C点。取g=10m/s2,求:
(1)处于静止状态时,弹簧的弹性势能Ep;
(2)物块b由A端运动到B端所经历的时间;
(3)若要保证小物体b在半圆轨道运动时不脱离轨道,则半圆轨道的半径应满足什么要求?
【答案】(1) (2)t=2 s (3)
【解析】
(1)物体a飞出桌面后做平抛运动:
弹簧弹开ab的过程,对ab系统由动量守恒定律:
由能量守恒定律:
得:va=2m/s vb=1m/s
(2)物体b恰能滑上C点,则b从B-C由动能定理:-mgR=0-
b刚放上传送带时,vb<v0,由牛顿第二定律有:μmg=ma
假设b历时t1后能与传送带达到共速v1,对于b,有:v1=vb+at1,
对传送带有v1=v0+a0t1
解得:t1=1 s
得:v1=v0+a0t1=3m/s<4 m/s
故物体b此时速度还没有达到vB,且此后的过程中由于a0<μg,物块将和传送带以共同的加速度运动,设又历时t2到达B点
vB=v1+a0t2
得:t2=1 s
所以从A运动到B的时间为:t=t1+t2=2 s
(3)讨论:物体b恰能到达C点,则不会脱离轨道,由题意得
物体b恰能过轨道最高点D点,则能做完整的圆周运动而不脱离轨道,
在D点满足:
B-D,由动能定理:
解得:
综上圆弧轨道半径需满足:或
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【题目】如图,在“测定匀变速直线运动加速度”的实验中得到的一条纸带上,从0点开始记录几个计数点,依次编为1、2、3、4、5、6,这些相邻的计数点之间还有4个点未画出(打点计时器的电源频率是50Hz),测得s1=1.22cm,s2=2.00cm,s3=2.78cm,s4=3.56cm,s5=4.34cm,求:
(1)相邻两计数点间的时间间隔为T=_____s.
(2)打点计时器打计数点2时,小车的速度大小是v=_____m/s(计算结果保留两位有效数字).
(3)小车的加速度a的大小为_____m/s2.
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【题目】(1)在“用打点计时器测速度”实验中,电磁打点计时器和电火花计时器都使用________(填“直流”或“交流”)电源.只是电磁打点计时器工作电压为 ________.
(2)如下图为物体做匀加速运动时打点计时器打出的一条纸带,图中相邻的点间还有四个点未画出,已知打点计时器接交流50Hz的电源,则打点计时器打出D点时,物体的速度大小为________ m/s,物体运动的加速度大小为________ m/s2。(计算结果保留两位有效数字)
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【题目】(1)在“探究力的平行四边形定则”实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,以下操作中错误的是_____.
A.同一次实验中,O点位置允许变动
B.实验中,要记录弹簧测力计的读数及方向和O点的位置
C.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧测力计之间的夹角必须取90度
D.实验中,要始终将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧测力计拉力的大小和方向,把橡皮条另一端拉到O点
(2)如图所示,是甲、乙两位同学在做本实验时得到的结果,其中F是用作图法得到的合力,F′是通过实验测得的合力,则哪个实验结果是符合实验事实的?___(填“甲”或“乙”)
(3)本实验采用的科学方法是:____
理想实验法 B、等效替代法 C、控制变量法 D、建立物理模型法.
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【题目】如图所示,质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行,长木板放在水平地面上一直处于静止状态.若长木板ab与地面间的动摩擦因数为μ1,木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2,则长木板ab受到地面的摩擦力大小为()
A. μ1Mg B. μ1(m+M)g
C. μ2mg D. μ1Mg+μ2mg
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【题目】在物理学的重大发现中科学家们创造出了许多物理学方法,如理想实验法、控制变量法、极限思想法、类比法和科学假说法、建立物理模型法等等.以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是( )
A. 不需要考虑物体本身的大小和形状,用质点来代替物体的方法叫假设法
B. 根据速度定义式,当非常非常小时,就可以表示物体在时刻的瞬时速度,该定义应用了极限思想方法
C. 在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,该实验应用了控制变量法
D. 在推导变速运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看作匀速直线运动,然后把各小段的位移相加,这里采用了微元法
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【题目】蓝牙是一种无线技术,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换,但设备间超过一定距离时便无法实现通讯。某次实验中,在甲、乙两小车上安装了某种蓝牙设备,该蓝牙设备正常通选的有效距离为10米。两车只能沿一条直线运动,如图所示。共完成了两组实验,每组实验两车的起始距离都为d。两组实验的相关数据如下。
第一组,乙车保持静止,甲车从O点由静止出发,以的加速度向右做匀加速直线运动,发现3.10s后两车不能够再通讯。
第二组,乙车向左具有一定的初速度,以的加速度做匀加速直线运动,而甲车仍做上述运动,发现1s后两车不能够再通讯.
请完成下列问题,要求所有问题的最终结果均保留两位有效数字.
(1)求甲、乙两车初始距离d.
(2)求乙车的初速度的大小.
(3)若将乙车的初速度、加速度方向均变为向右,其他条件不变。甲乙两车蓝牙信号中断两次。请计算这两次蓝牙信号中断时刻之间的时间间隔。(已知)
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【题目】在离地面7.2 m处,手提2.2 m长的绳子的上端如图所示,在绳子的上下两端各拴一小球,放手后小球自由下落(绳子的质量不计,球的大小可忽略,g=10 m/s2)求:
(1)两小球落地时间相差多少?
(2)B球落地时A球的速度多大?
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【题目】如图所示,把质量为2g的带负电小球A用绝缘细绳悬挂,若将带电荷量为4×10﹣6C的带电小球B靠近A,当两个带电小球在同一高度相距30cm时,则绳与竖直方向成45°角,g=10m/s2,k=9.0×109 N·m2/c2.求:
(1)A球带电荷量是多少?
(2)若改变小球B的位置,仍可使A球静止在原来的位置,且A、B间的库仑力最小,最小库仑力为多少?
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