已知物体的重力势能表达式为 E P = mgh ,动能表达式为 E K = 1 2 m v 2 ;其中 m 为物体的质量, h 为物体距离水平地面的高度, v 为物体的运动速度, g 为常量,取 10 N / kg 。如图所示,将一质量为 0 . 4 kg 的物体从距离地面 1 . 5 m 的高度沿水平方向以 2 m / s 的速度抛出。不计空气阻力,物体从被抛出到落地的瞬间,整个过程中机械能守恒。求:
(1)物体被抛出时的重力势能 E P 和动能 E K 1 ;
(2)物体从被抛出点至落地的过程中,其重力所做的功 W ;
(3)物体落地前瞬间的动能 E K 2 。
现有阻值为20Ω不变的纯电阻元件R0及未知定值电阻Rx,现利用电压可调的电源、量程为0~0.6A的电流表、量程为0~15V的电压表、标有“10Ω 1A”的滑动变阻器及纯电阻元件R0,组成如图所示的电路,则: (1)若电源电压为6V,当滑动变阻器的滑片处于最右端时,电流表的示数为多少安; (2)在保证电路安全的情况下,电源电压的最大值为多少伏; (3)将纯电阻元件R0换为未知定值电阻Rx,固定电源电压,调节滑片,当电流表的示数为0.2A时,电压表的示数为14V;当电流表的示数为0.3A时,电压表的示数为11V.此时电源电压及未知电阻Rx的阻值为多少.
“低头族”长时间低头看手机,会引起颈部肌肉损伤.当头颅为竖直状态时,颈部肌肉的拉力为零,当头颅低下时,颈部肌肉会产生一定的拉力.为了研究颈部肌肉的拉力与低头角度大小的关系,我们可以建立一个头颅模型来模拟实验,如图甲所示.把人的颈椎简化成一个支点O,用1kg的头颅模型在重力作用下绕着这个支点O转动,A点为头颅模型的重心,B点为肌肉拉力作用点.将细线的一端固定在B点,用弹簧测力计拉着细线模拟测量肌肉的拉力,头颅模型在转动过程中,细线拉力的方向始终垂直于OB,如图乙所示.让头颅模型从竖直状态开始转动,通过实验记录出低头角度θ及细线拉力F的数据.如表:
(1)头颅模型质量为1kg,当低头角度为60°时,颈部肌肉实际承受的拉力是 N;如果真实头颅质量为8kg,当低头角度为60°时,颈部肌肉实际承受的拉力是 N. (2)请解释:为什么低头角度越大,颈部肌肉的拉力会越大?答 . (3)请你就预防和延缓颈椎损伤提出一个合理化的建议: .
一辆重1×104N 的汽车在水平路面匀速运动,所受阻力为920N,汽车牵引力的功率为9.2kW,其汽油发动机效率为20%(汽油热值是4.6×107J/kg).若汽车运动100s,求: (1)牵引力做了多少功? (2)汽车通过的距离多长? (3)发动机消耗汽油质量是多少?
如图甲所示电路,当开关S接a时,移动滑动变阻器的滑片P,根据测出的电流、电压值,画出了定值电阻R0的U﹣I图象;当开关S接b时,同样根据测出的电流、电压值,画出了灯泡L的U﹣I图象;如图乙所示. (1)求定值电阻R0的阻值; (2)将R0与灯L并联接入6V的电源两端时,干路中的总电流是多少? (3)将R0与灯L串联接在6V的电源两端时,求灯丝的实际电阻值?
如图所示,已知斜面倾角为30°,斜面长为2m.某人用绳子沿斜面将重为500N的木箱由斜面底端匀速拉到顶端.拉力大小为300N,绳重不计.求: (1)人对木箱做的有用功; (2)斜面的机械效率; (3)斜面对物体的摩擦力.