如图1所示,一根轻质弹簧上端固定在天花板上,下端挂一小球(可视为质点),弹簧处于原长时小球位于O点。将小球从O点由静止释放,小球沿竖直方向在OP之间做往复运动,如图2所示。小球运动过程中弹簧始终处于弹性限度内。不计空气阻力,重力加速度为g。
(1)在小球运动的过程中,经过某一位置A时动能为Ek1,重力势能为EP1,弹簧弹性势能为E弹1,经过另一位置B时动能为Ek2,重力势能为EP2,弹簧弹性势能为E弹2。请根据功是能量转化的量度,证明:小球由A运动到B 的过程中,小球、弹簧和地球组成的物体系统机械能守恒;
(2)已知弹簧劲度系数为k。以O点为坐标原点,竖直向下为x轴正方向,建立一维坐标系O-x,如图2所示。
a. 请在图3中画出小球从O运动到P的过程中,弹簧弹力的大小F随相对于O点的位移x变化的图象。根据F-x图象求:小球从O运动到任意位置x的过程中弹力所做的功W,以及小球在此位置时弹簧的弹性势能E弹;
b. 已知小球质量为m。求小球经过OP中点时瞬时速度的大小v。
如图,物体A质量m=2.0Kg放在粗糙木板上,随板一起在竖直平面内做半径r=0.4m,沿逆时针方向匀速圆周运动,且板始终保持水平,当板运动到最高点时,木板受到物体A的压力恰好为零,重力加速度为g=10m/s2.求:
(1)物体A做匀速圆周运动的线速度大小.
(2)物体A运动到最低点时,木板对物体A的支持力大小.
如图所示,一光滑的半径为R的竖直半圆形轨道放在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道,当小球将要从水平轨道口B飞出时,球对轨道的压力恰好为mg。求:
(1)、小球从水平轨道口B飞出时速度是多少m/s 。
(2)、小球落地点C距A(A在B的正下方)处多远。
(重力加速度为g)
一个3kg的物体在半径为2m的圆周上以4m/s的速度运动,向心加速度是多大?所需向心力是多大?
一颗人造地球卫星距地面的高度为h,地球半径为R,地球表面处的重力加速度为g,求该卫星的线速度的大小。
如图所示,甲车质量m1=20kg,车上有质量M=50kg的人,甲车(连同车上的人)从足够长的斜坡上高h=0.45m由静止滑下,到水平面上后继续向前滑动。此时质量m2=50kg的乙车正以v0=1.8m/s的速度迎面滑来,为了避免两车相撞,当两车相距适当距离时,人从甲车跳到乙车上,求人跳出甲车的水平速度(相对地面)应在什么范围以内?不计地面和斜坡的摩擦,取g=10m/s2。