某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律。让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即,但直接测量摆球到达B点的速度v比较困难,现利用平抛的特性来间接地测出v。
如图(a)中,悬点正下方一竖直立柱上 放置一个与摆球完全相同的小球(OB等于摆线长),当悬线摆至B处,摆球与小球发生完全弹性碰撞(速度互换),被碰小球由于惯性向前飞出作平抛运动。在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹。用重锤线确定出A、B点的投影点N、M。重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐。用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律。(已知重力加速度为g,两球的质量均为m。)
(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为 m。
(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0 = 。
(3)此实验中,小球从A到B过程重力势能的减少量ΔEP = ,动能的增加量EK=
若要验证此过程中摆球的机械能守恒,实验数据应满足一个怎样的关系 。(用题中的符号表示)
如图8-3-8所示,弹簧的一端与竖直墙壁固定,另一端与木块M拴接,木块M放在光滑的水平桌面上,子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内,并将弹簧压缩到最短.如取子弹A和木块M为系统,在子弹射入木块且相对静止的过程中,此系统动量是否守恒?如取子弹A、木块M和弹簧为系统,此系统动量是否守恒?
图8-3-8
甲、乙两小孩各乘一辆小车在光滑水平面上匀速相向行驶,速度均为6 m/s,甲车上有质量m0=1 kg的小球若干个,甲和他的车及所带小球总质量为m1=50 kg,乙和他的车的总质量为m2=30 kg,甲不断地将小球以16.5 m/s的对地水平速度抛向乙,并被乙接住,问甲至少要抛出________________个小球才能保证两小车不相撞(不计空气阻力)
如图,竖直固定的轻弹簧,上端与质量为3.0 kg的物块B相连接。另一个质量为1.0 kg的物块A放在B上。先用竖直向下的力F压A,使弹簧被压缩一定量,系统静止。突然撤去力F,A、B共同向上运动一段距离后将分离。分离后A又上升了0.20 m到达最高点,此时B的速度方向向下,且弹簧恰好为原长,则从A、B分离到A上升到最高点过程中,弹簧对B的冲量大小为______________(取g=10 m/s2)。
一喷水机喷出的水柱高h="5" m.已知空中水的总体积为V="20" dm3,空气阻力不计,则喷水机喷水功率为___________W.
如图6所示,在光滑水平面上,依次有质量为m、2m、3m……10m的10个小球,排成一条直线,彼此间有一定的距离.开始时,后面的九个小球是静止的,第一个小球以初速度v0向着第二个小球碰去,结果它们先后全部黏合在一起向前运动.由于连续地碰撞,系统损失的机械能为______________.
图6