(12分)小物块A的质量为m,物块与坡道间的动摩擦因数为μ,水平面光滑;坡道顶端距水平面的高度为h,倾角为θ;物块从坡道进入水平滑道时,在底端O点处无机械能损失,重力加速度为g.将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定墙上,另一自由端恰位于坡道的底端O点,如图11所示.物块A从坡顶由静止滑下,求:
(1)物块滑到O点时的速度大小.
(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能.
(3)物块A被弹回到坡道上升的最大高度.
(10分)一列火车质量是1000t,由静止开始以额定功率沿平直轨道向某一方向运动,经1min前进900m时达到最大速度,设火车所受阻力恒为车重的0.05倍,求:(g=10m/s2)
(1)火车行驶的最大速度;
(2)火车的额定功率;
(3)当火车的速度为10m/s时火车的加速度.
(7分)两个星球组成双星,它们在相互之间的万有引力作用下,绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两星中心距离为R,其运动周期为T,求两星的总质量。(引力常量为G)
(4分)一同学要研究轻弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子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的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图6所示,让钢球每次向左压缩弹簧一段相同的距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为s.弹簧的弹性势能Ep与小钢球m、桌面离地高度h、水平距离s等物理量的关系为________.
(6分)在“验证机械能守恒定律”的实验中采用重物自由下落的方法。
(1)某同学列举实验中用到的实验器材为:铁架台、打点计时器及复写纸片、纸带、秒表、低压交流电源、导线、重锤、天平,其中不必要的是 。
(2)如果以v2/2为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出的图线应是下图中的 ,其斜率等于 的数值。
如图为一皮带传动装置,大轮与小轮固定在同一根轴上,小轮与另一中等大小的轮子间用皮带相连(皮带不打滑),它们的半径之比是1∶2∶3。A、B、C分别为小、中、大轮子边缘上的三点,那么角速度ωA∶ωB = ;向心加速度aB∶aC= 。