物体做圆周运动时,所需的向心力F需由运动情况决定,提供的向心力F供由受力情况决定.若某时刻F需=F供,则物体能做圆周运动;若F需>F供,物体将做离心运动;若F需<F供,物体将做向心运动.现有一根长L=1 m的刚性轻绳,其一端固定于O点,另一端系着质量m=0.5 kg的小球(可视为质点),将小球提至正上方的A点处,此时绳刚好伸直且无张力,如图所示.不计空气阻力,g取10 m/s2,则:
(1)小球以速度v1=4 m/s水平抛出的瞬间,绳中的张力为多少?
(2)小球以速度v2=1 m/s水平抛出的瞬间,绳中若有张力,求其大小;若无张力,试求绳子再次伸直时所经历的时间.
一倾斜传送带A、B两端总长度l=8 m,,倾角=37°,传送速度v=1 m/s,方向如下图所示.将一可视为质点的物块无初速放在AB中点,物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.5,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10 m/s2.问:
(1)物块是向A端运动还是向B端运动?
(2)物块经过多长时间运动到A端(或B端)?
如图所示,质量m=50 kg的运动员(可视为质点),在河岸上A点紧握一根长L=5.0 m的不可伸长的轻绳,轻绳另一端系在距离水面高H=10.0 m的O点,此时轻绳与竖直方向的夹角为=37°,C点是位于O点正下方水面上的一点,距离C点x=4.8 m处的D点有一只救生圈,O、A、C、D各点均在同一竖直面内.若运动员抓紧绳端点,从台阶上A点沿垂直于轻绳斜向下以一定初速度v0跃出,当摆到O点正下方的B点时松开手,最终恰能落在救生圈内.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s2)求:
(1)运动员经过B点时速度的大小vB;
(2)运动员从台阶上A点跃出时的动能Ek;
(3)若初速度v0不一定,且使运动员最终仍能落在救生圈内,则救生圈离C点距离x将随运动员离开A点时初速度v0的变化而变化.试在下面坐标系中粗略作出x-v0的图像,并标出图线与x轴的交点.
如图所示,由细管道组成的竖直轨道,其圆形部分半径分别是R和R/2,质量为m的小球通过这段轨道时,在A处刚好对管壁无压力,在B点处对内轨道的压力为mg/2.求:
(1)小球分别通过A、B点的速度
(2)由A运动到B的过程中摩擦力对小球做的功.
如图所示,倾角=30°、长L=4.5 m的斜面,底端与一个光滑的1/4圆弧轨道平滑连接,圆弧轨道底端切线水平.一质量为m=1 kg的物块(可视为质点)从斜面最高点A由静止开始沿斜面下滑,经过斜面底端B后恰好能到达圆弧轨道最高点C,又从圆弧轨道滑回,能上升到斜面上的D点,再由D点由斜面下滑沿圆弧轨道上升,再滑回,这样往复运动,最后停在B点.已知物块与斜面间的动摩擦因数为μ=,g=10 m/s2,假设物块经过斜面与圆弧轨道平滑连接处速率不变.求:
(1)物块经多长时间第一次到B点;
(2)物块第一次经过B点时对圆弧轨道的压力;
(3)物块在斜面上滑行的总路程.
真空中静止的某元素的原子核,发生衰变反应时放出一个质量为m,速度大小为v的粒子,已知剩余核的质量为M.
求:①剩余核的速度大小;
②如果在衰变过程中释放的核能全部转化为动能,求核反应过程中的质量亏损(真空中光速为c).
如图所示,一个质量为m、横截面积为S的活塞,将一定量的理想气体封闭在上端开口的直立圆筒形汽缸内,活塞上堆放着质量为M的细沙.最初活塞静止,距离缸底L,现不断地取走细沙,使活塞缓慢上升,直到细沙全部被取走.(设活塞与缸底的距离足够大,已知大气压强为p0,重力加速度为g)
(1)
在此过程中,下列判断中不正确的是
A.
气体的压强不变,气体对外做功
B.
气体的温度可能不变,气体对外做功
C.
气体的压强减小,内能可能不变
D.
气体对外做功,内能可能减小
(2)
如果汽缸的导热性能良好,最终活塞距离缸底的距离为多少?
如图所示,在xOy平面内,一带正电的粒子自A点经电场加速后从C点垂直射入偏转电场(视为匀强电场),偏转后通过极板MN上的小孔O离开电场,粒子在O点时的速度大小为v,方向与x轴成45°角斜向上,在y轴右侧y≥d范围内有一个垂直纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场,粒子经过磁场偏转后垂直打在极板MN上的P点,已知NC之间距离为d,粒子重力不计,求:
(1)P点的纵坐标;
(2)粒子从C点运动到P点所用的时间;
(3)偏转电场的电场强度.
如图所示,小车A、小物块B由绕过轻质定滑轮的细线相连,小车A放在足够长的水平桌面上,B、C两小物块在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C放在水平地面上,现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与桌面平行.已知A、B、C的质量均为m,A与桌面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度为g,弹簧的弹性势能表达式为Ep=kΔx2,式中k是弹簧的劲度系数.Δx是弹簧的伸长量或压缩量,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时,整个系统处于静止状态,对A施加一个恒定的水平拉力F后,A向右运动至速度最大时,C恰好离开地面,求此过程中.
(1)拉力F的大小;
(2)拉力F做的功;
(3)C恰好离开地面时A的速度.
[选修3-5]
如图所示,滑块A、B静止在水平气垫轨上,两滑块间紧压一轻弹簧,滑块用细线连接,细线烧断后,轻弹簧掉落,两个滑块向相反方向运动,现拍得一组频闪照片,已知滑块A的质量为100 g,求:滑块B的质量.