“加速度计”作为测定运动物体加速度的仪器,已被广泛应用,图甲所示为应变式加速度计的原理图:支架AB固定在待测系统上,滑块穿在AB之间的水平光滑杆上,并用轻弹簧连接在A端,其下端有一活动臂可在滑动变阻器上自由滑动.随着系统沿水平方向做变速运动,滑块相对于支架将发生位移,并通过电路转换成电信号从电压表输出.已知电压表量程为8V,滑块质量m=0.1kg,弹簧劲度系数k=20N/m,电源电动势E=10V,内阻不计,滑动变阻器总电阻值R=40Ω,有效总长度l=8cm.当待测系统静上时,滑动触头P位于变阻器R的中点,取A→B方向为速度正方向。
(1)确定该加速度计测量加速度的范围。
(2)为保证电压表能正常使用,图甲电路中电阻R0至少应为多大?
(3)根据R0的最小值,写出待测系统沿A→B做变速运动时,电压表输出电压UV与加速度a的关系式.
(4)根据R0的最小值,将电压表盘上的电压刻度改成适当的加速度刻度,将对应的加速度值填入图乙中电压表盘的小圆内。
(原创题)质量为m的卫星在绕地球进行无动力飞行时,它和地球系统的机械能守恒,它们之间势能的表达式是Ep=(取无穷远处为势能零点)。现在欲将这颗质量为m的卫星从近地圆轨道发射到近地r1=R,远地r2=3R的椭圆轨道上去,(卫星在这一轨道上的能量和r3=2R的圆周轨道上的能量相同),则需要在近地的A点一次性提供多少能量?(R为地球半径)
(原创题)将质量为M=30kg、长为L=2.0m长为的平板车放在光滑水平地面上,车的左端放一质量m="5" kg的物体,m与M之间的动摩擦因数=0.3,今用力F=20N的水平拉力试图将m拉离车的右端,车的右端距固定墙0.25m,车与墙发生碰撞时没有能量损失。求
(1)车与墙碰撞过程中的动量变化量。
(2)m离开车的右端力F的瞬时功率。
(3)m离开车的右端,所需要的时间 。
(4)车与墙发生碰撞后到m在离开车的右端过程中,系统由于摩擦产生的热量。
(原创题)长为2L的轻杆,两端分别固定质量m和2m的小球,杆可绕水平光滑轴在竖直平面内转动,轴在杆的正中央,初始时刻静止在水平位置,放手后自由转动,问:
(1)当轻杆第一次转到竖直位置时,对轴上的压力是多少。
(2)在初始水平位置,给2m的小球什么样的初速度V0,可使轻杆第一次转到竖直位置时,对轴上没有压力。
(原创题)如图所示,质点小球1、2的质量分别为m1=1kg与m2=2kg,用细线固定置于光滑水平面上,中间轻质弹簧处于压缩状态,弹性势能为Ep=30J。某时刻绳子断开,小球被弹开,小球1、2得到了相等大小的动量,尔后分别进入竖直光滑圆轨道,且刚好能通过轨道的最高点,(g取10m/s2)
求:(1)轨道半径R1、R2分别为多少。
(2)要使两小球落下后不砸到对面轨道,
水平轨道的长度s应满足什么条件。
.(原创题)长为L的轻绳,一端系一质量为m的小球,一端固定于O 点,在O点正下方距O点h处有一枚钉子C,现将绳拉到水平位置,将小球由静止释放,小球运动时所受的摩擦阻力大小恒为其重力的,如图所示,(1) 欲使小球到达最低点后以C为圆心至少做一次完整的圆周运动,则h应满足什么条件?
(2) 在满足上述临界条件的情形下,绳上所能承受的力至少是多少。