17.(8分)飞天同学是一位航天科技爱好者,当他从新闻中得知,中国航天科技集团公司将在2010年底为青少年发射第一颗科学实验卫星――“希望一号”卫星(代号XW-1)时,他立刻从网上搜索有关“希望一号”卫星的信息,其中一份资料中给出该卫星运行周期10.9min。他根据所学知识计算出绕地卫星的周期不可能小于83min,从而断定此数据有误。已知地球的半径R=6.4×106m,地球表面的重力加速度g=10m/s2。请你通过计算说明为什么发射一颗周期小于83min的绕地球运行的人造地球卫星是不可能的。
(1)小滑块通过B点时的速度大小;
(2)小滑块滑到B点时轨道对其作用力的大小;
(3)小滑块落地点D到C点的距离。
16.(7分)如下图所示,AB是在竖直平面内的1/4圆周的光滑圆弧轨道,其半径为R,过圆弧轨道下端边缘B点的切线是水平的,B点距正下方水平地面上C点的距离为h。一质量为m的小滑块(可视为质点)自A点由静止开始下滑,并从B点水平飞出,最后落到水平地面上的D点。重力加速度为g,空气阻力可忽略不计,求:
(1)滑块沿斜面下滑的加速度大小;
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数;
(3)在整个下滑过程中重力对滑块的冲量大小。
15.(7分)如下图所示,一质量m=0.20kg的滑块(可视为质点)从固定的粗糙斜面的顶端由静止开始下滑,滑到斜面底端时速度大小v=4.0m/s。已知斜面的倾角θ=37°,斜面长度L=4.0m,sin37°=0.60,cos37°=0.80,若空气阻力可忽略不计,取重力加速度g=10m/s2。求:
(3)箱子由静止开始运动5.0s的位移大小。
14.(7分)一名工人用F=135N的水平力拉质量m=30kg的箱子,使箱子在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动。已知箱子与地面间的动摩擦因数μ=0.25,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)箱子运动过程中所受摩擦力的大小;
(2)箱子做匀加速直线运动的加速度大小;
在弹簧处于原长的情况下,标记物块左侧边缘(即弹簧右端)的位置O;然后用水平力推物块,将弹簧压缩,标记弹簧压缩最短时物块左侧边缘的位置A;然后突然撤去推力,弹簧将物块推出,物块滑行一段距离后停下,标记此时物块左侧边缘的位置B。测得OA之间的距离为x1,OB之间的距离为x2。
在分析实验数据时,若算出 与 的值近似相等,便可视为成功验证了弹簧的弹性势能表达式。(用测得的物理量和已知物理量的符号表示)
13.(6分)某同学经查阅资料得知:弹簧弹性势能的表达式为,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量。
为验证这个结论,他找来一根劲度系数未知的轻质弹簧和已知质量为m的物块,事先测出物块与水平面间的动摩擦因数μ的值。又查出当地重力加速度g的值。
(1)在测量实验所用弹簧的劲度系k时,若只能选用一个测量仪器,则可以选择 。
(2)在测出弹簧的劲度系数k和物块与水平面间的动摩擦因数μ的值之后,按照下图所示的方式进行仪器组装:弹簧左端固定在墙上,物块紧靠弹簧右端放置在水平面上,且与弹簧不拴接。
12.(4分)在“用单摆测定重力加速度”的实验中:
(1)老师提供了体积相同且均为实心的木球、铝球和钢球,你认为应选择______球用来制作单摆进行实验。
(2)若在某次实验中,测得单摆摆长为l、单摆完成n次全振动的时间为t,则利用上述测量量和常数求重力加速度g的表达式为g=_____________。