如图所示,一根原来静止在固定的光滑绝缘水平台上的导体棒ab,长为L=1m,质量m=0.2kg,导体棒紧贴在竖直放置、电阻不计,质量M=2.5kg的金属框架上,导体棒的电阻R=1Ω,磁感强度B=1T的匀强磁场方向垂直于导体框架所在平面.当金属框架在手指牵引下上升h=0.8m,获得稳定速度,此过程中导体棒产生热量Q=2J,下一刻导体棒恰好要离开平台.(不计一切摩擦和导线间的相互作用,g取10m/s2.)求:
(1)导体棒所达到的稳定速度是多少?
(2)此过程中手对金属框架所做的功是多少?
某实验小组用如图甲所示装置测量木板对木块的摩擦力所做的功。实验时,木块在重物牵引下向右运动,重物落地后,木块继续向右做匀减速运动。图乙是重物落地后打点计时器打出的纸带,纸带上的小黑点是计数点,相邻的两计数点之间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知打点计时器所用交流电的频率为50 Hz。
(1)可以判断纸带的________(填“左端”或“右端”)与木块连接。根据纸带提供的数据可计算出打点计时器在打下A点、B点时木块的速度vA、vB,其中vA=________m/s。(结果保留两位有效数字)
(2)要测量在AB段木板对木块的摩擦力所做的功WAB,还应测量的物理量是________。(填入物理量前的字母)
A.木板的长度l | B.木块的质量m1 |
C.木板的质量m2 | D.重物的质量m3 |
E.木块运动的时间t F.AB段的距离xAB
(3)在AB段木板对木块的摩擦力所做的功的关系式WAB=________。(用vA、vB和第(2)问中测得的物理量的字母表示)
如图所示,在光滑小滑轮C正下方相距h的A处固定一电量为Q的点电荷,电量为q的带电小球B,用绝缘细线拴着,细线跨过定滑轮,另一端用适当大小的力拉住,使小球处于静止状态,这时小球与A点的距离为R,细线CB与AB垂直。(静电力恒量为k,环境可视为真空),若小球所受的重力的为 G ,缓慢拉动细线(始终保持小球平衡)直到小球刚到滑轮的正下方过程中,拉力所做的功为W1,电场力做功为W2,则下列关系式正确的是( )
A. | B. |
C.W1= | D. |
放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6 s内其速度与时间图像和该拉力的功率与时间图像分别如图所示,g=10m/s2,下列说法正确的是( )
A.0~2 s内物体位移大小为12m |
B.0~2 s内拉力恒为5N |
C.合力在0~6 s内做的功与0~2 s内做的功均为30J |
D.动摩擦因素为μ=0.15 |
一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如下图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。重力加速度为g
(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为 ;
(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:
弹簧压缩量x/cm |
1.00 |
1.50 |
2.00 |
2.50 |
3.00 |
3.50 |
小球飞行水平距离s/×102cm |
2.01 |
3.00 |
4.01 |
4.98 |
6.01 |
6.99 |
结合(1)问与表中数据,弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为 ;
(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为 。
“神舟”六号载人飞船顺利发射升空后,经过115小时32分的太空飞行,在离地面343 km的圆轨道上运行了77圈,运动中需要多次“轨道维持”.所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小和方向,使飞船能保持在预定轨道上稳定飞行,如果不进行“轨道维持”,由于飞船受到轨道上稀薄空气的影响,轨道高度会逐渐降低,在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能的变化情况是 ( )
A.动能、重力势能和机械能逐渐减少 |
B.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能不变 |
C.重力势能逐渐增大,动能逐渐减小,机械能不变 |
D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能逐渐减小 |
下列关于功和机械能的说法,正确的是( )
A.在有阻力作用的情况下,物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功 |
B.合力对物体所做的功等于物体动能的改变量 |
C.物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能,其大小与势能零点的选取无关 |
D.运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量 |
质量为30 kg的小孩从高度为2.0 m的滑梯顶端由静止开始滑下,滑到底端时的速度为2.0 m/s.取g=10 m/s2,关于力对小孩做的功,以下结果正确的是( )
A.支持力做功50 J | B.阻力做功540 J |
C.合外力做功60 J | D.重力做功500 J |
汽车沿一段坡面向下行驶,通过刹车使速度逐渐减小,在刹车过程中( )
A.重力势能增加 | B.动能增加 |
C.重力做负功 | D.机械能不守恒 |
如图所示,质量分别为2m和m的A、B两物体用不可伸长的轻绳绕过轻质定滑轮相连,开始两物体处于同一高度,绳处于绷紧状态,轻绳足够长,不计一切摩擦.现将两物体由静止释放,在A落地之前的运动中,下列说法中正确的是( )
A.A物体的加速度为g/2
B.A、B组成系统的重力势能增大
C.下落t秒时,B所受拉力的瞬时功率为
D.下落t秒时,A的机械能减少了
如图所示,足够长传送带与水平方向的倾角为θ,物块a通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连,b的质量为m.开始时a、b及传送带均静止,且a不受传送带摩擦力作用.现让传送带逆时针匀速转动,则在b上升h高度(未与滑轮相碰)过程中
A.物块a重力势能减少mgh |
B.摩擦力对a做的功大于a机械能的增加 |
C.摩擦力对a做的功小于物块a、b动能增加之和 |
D.任意时刻,重力对a、b做功的瞬时功率大小相等 |
目前,在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转,其中一些卫星的轨道可近似为圆,且轨道半径逐渐变小.若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中,只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用,则下列判断正确的是
A.卫星的动能逐渐减小 |
B.由于地球引力做正功,引力势能一定减小 |
C.气体阻力做负功,地球引力做正功,机械能保持不变 |
D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 |
足够长的水平传送带以恒定速度v匀速运动.某时刻一个质量为m的小物块以大小也是v、方向与传送带的运动方向相反的初速度冲上传送带,最后小物块的速度与传送带的速度相同.在小物块与传送带间有相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物块做的功为W,小物块与传送带因摩擦产生的热量为Q,则下列的判断中正确的是
A.W=0,Q=mv2 | B.W=0,Q=2mv2 |
C.W=mv2,Q=mv2 | D.W=mv2,Q=2mv2 |
如图,一固定斜面倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜而向上做匀减速运动,加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物块上升的最大高度为h,则此过程中,物块
A.动能损失了2mgh |
B.因摩擦产生的热量为mgh |
C.机械能损失了mgh |
D.重力势能增加小于mgh |