学校科技节上,同学发明了一个用弹簧枪击打目标的装置,原理如图甲,AC段是水平放置的同一木板;CD段是竖直放置的光滑半圆弧轨道,圆心为O,半径R=0.8m;MN是与O点处在同一水平面的平台;弹簧的左端固定,右端放一可视为质点、质量m=0.1kg的弹珠P,它紧贴在弹簧的原长处B点;对弹珠P施加一水平外力F,缓慢压缩弹簧,在这一过程中,所用外力F与弹簧压缩量x的关系如图乙所示.已知BC段长L=2m,EO间的距离s=1.6m.计算时g取10m/s2,滑动摩擦力等于最大静摩擦力.压缩弹簧释放弹珠P后,求:
(1)弹珠P通过D点时的最小速度vD;
(2)弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点,它通过C点时的速度vc;
(3)当缓慢压缩弹簧到压缩量为x0时所用的外力为8.3N,释放后弹珠P能准确击中平台MN上的目标E点,求压缩量x0.
假设有一辆超级电容车,质量m=1×103kg,额定功率P=40kW,当超级电容车在平直水平路面上行驶时,受到的阻力f是车重的0.2倍,g取10m/s2.
(1)超级电容车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少?
(2)若超级电容车从静止开始,保持以2m/s2的加速度做匀加速直线运动,这一过程能维持多长时间?
(3)若超级电容车从静止开始,保持额定功率做加速运动,20s后达到最大速度,求此过程中超级电容车的位移.
如图所示一辆箱式货车的后视图.该箱式货车在水平路面上做弯道训练.圆弧形弯道的半径为R=4m,车轮与路面间的动摩擦因数为μ=0.8,滑动摩擦力等于最大静摩擦力.货车顶部用细线(长度远小于弯道半径R)悬挂一个小球P,在悬点O处装有拉力传感器.车沿平直路面做匀速运动时,传感器的示数为F0=4N.取g=10m/s2.
(1)该货车在此圆弧形弯道上做匀速圆周运动时,为了防止侧滑,车的最大速度vm是多大?
(2)该货车某次在此弯道上做匀速圆周运动,稳定后传感器的示数为F=5N,此时细线与竖直方向的夹角θ是多大?此时货车的速度v是多大?
如图所示,光滑1/4圆弧的半径为1.8m,有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点,然后沿粗糙水平面前进5m,到达C点停止。g取10m/s2,求:
(1)物体到达B点时的速率;
(2)物体与水平面间的动摩擦因数
质量m=2kg的物体,在水平拉力F=8N的拉力作用下,在光滑的水平面上从静止开始运动,运动时间t=2s,求:
(1)力F在2s内对物体所做的功的平均功率
(2)2s末力F对物体所做的功的瞬时功率.
某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究,一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连:弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所示.向左推小球,使弹黄压缩一段距离后由静止释放:小球离开桌面后落到水平地面.通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.回答下列问题:
(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等.已知重力加速度大小为g.为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的 (填正确答案标号).
A.小球的质量m
B.弹簧原长l0
C.弹簧的压缩量△x
D.桌面到地面的高度h
E.小球抛出点到落地点的水平距离s
(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek= .
(3)由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与△x的 次方成正比.