【知识点解析】
1. 曲线运动:曲线运动中,质点的速度方向总是沿着曲线的切线方向,并且时刻在改变。加速度方向并不一定是速度方向,而是指向曲线的内侧,确保质点沿曲线路径运动。如果质点所受合力方向与速度方向既不相同也不相反,也可能做曲线运动。
2. 相对运动:红蜡块在水中匀速上浮时,若玻璃管水平向右匀速或加速运动,会改变红蜡块相对于管子的相对运动。根据题意,加速运动使得蜡块达到顶端的时间更长,这表明相对速度发生了变化。
3. 开普勒第三定律:行星绕恒星运动的开普勒第三定律指出,行星轨道半径的三次方与其公转周期的平方成正比,这个比例常数只与恒星的质量有关,与行星的质量、轨道半径或周期无关。
4. 摩擦传动轮:两个摩擦传动轮不打滑时,它们之间的速度关系取决于半径比例。角速度之比等于半径的反比,即3:1;向心加速度之比同样为3:1;周期之比是半径比例的倒数,即1:3;转速之比与角速度之比相同,也是3:1。
5. 平抛运动:平抛运动物体的水平位移由初速度和时间决定,而垂直位移由初速度和重力加速度决定。根据水平位移公式x=vt,可以计算出时间t=5s。结合竖直方向的自由落体运动,h=1/2gt^2,可得h=10m。
6. 功的概念:力做功取决于力的大小、方向以及物体沿力的方向移动的距离。从图中无法直接判断哪个力做功最多,因为不知道物体的具体运动路径。
7. 机械能守恒:小球从高H处自由落下,只有重力做功,机械能守恒,所以落地时的机械能等于初始的势能mgH。
8. 汽车启动:汽车以恒定功率启动,随着速度增大,牵引力减小,直到汽车达到匀速运动,此时牵引力等于阻力。根据图示,A点结束加速,速度为v=5m/s,汽车的牵引力在10s时为43N,所受阻力为41N,恒定功率为45kW。
9. 第一宇宙速度:第一宇宙速度是卫星绕地球表面做圆周运动的最小发射速度,同时也是最大环绕速度。因此,A选项描述错误。
10. 匀速圆周运动:小球在水平面内做匀速圆周运动,向心力由细线的拉力和重力的分量提供,大小等于mgtanθ。小球受到重力、细线的拉力这两个力的作用。
11. 弹簧振动:小球下落接触弹簧后,动能逐渐转化为弹性势能,小球的重力势能不断减小,直至弹簧压缩到最短,此时动能最大,弹性势能最大。
12. 嫦娥五号轨道变轨:嫦娥五号在轨道I上要进入轨道II,需要在A点加速,使得其动能增大,以克服引力进入更高的轨道。轨道II的A点加速度小于B点,因为离月心更远,引力较小。轨道II不是闭合轨道,机械能不守恒。
【实验题解析】
13. 探究平抛运动规律的实验:
(1)注意事项:确保小球每次从同一高度释放,以保证初速度相同。
(2)明显有问题的位置:位置d,因为平抛运动在水平方向应保持匀速直线运动,而d的位置偏离了直线轨迹。
(3)利用平抛运动的规律计算:小球通过每个位置的时间差可推算初速度。假设小球从a到b的时间为t,小球水平位移是6.4cm,所以初速度v0=6.4cm/t;小球从a到b的垂直位移为1/2gt^2,解出t后计算v0。同理,利用b到c的时间差计算b点的速度vb。
由于没有具体的数据,不能给出具体的数值,但这些是解决这些问题的步骤和方法。在实际操作中,需要根据实验数据进行具体计算。