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如圖18甲所示，三個(gè)物體A、B、C靜止放在光滑水平面上，物體A、B用一輕質(zhì)彈簧連接，并用細(xì)線拴連使彈簧處于壓縮狀態(tài)，此時(shí)彈簧長度L=0.1m；三個(gè)物體的質(zhì)量分別為m_A=0.1kg、m_B=0.2kg和m_C=0.1kg�，F(xiàn)將細(xì)線燒斷，物體A、B在彈簧彈力作用下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)（運(yùn)動(dòng)過程中物體A不會(huì)碰到物體C）。若此過程中彈簧始終在彈性限度內(nèi)，并設(shè)以向右為正方向，從細(xì)線燒斷后開始計(jì)時(shí)，物體A的速度‒時(shí)間圖象如圖18乙所示。求：

（1）物體B運(yùn)動(dòng)速度的最大值；

（2）從細(xì)線燒斷到彈簧第一次伸長到L₁=0.4m時(shí)，物體B運(yùn)動(dòng)的位移大��；

（3）若在某時(shí)刻使物體C以v_C=4m/s的速度向右運(yùn)動(dòng)，它將與正在做往復(fù)運(yùn)動(dòng)的物體A發(fā)生碰撞，并立即結(jié)合在一起，試求在以后的運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧可能具有的最大彈性勢能的取值范圍。

動(dòng)車組列車（如圖17所示）是由幾節(jié)自帶動(dòng)力的車廂（動(dòng)車）加幾節(jié)不帶動(dòng)力的車廂（拖車）編成一組，它將動(dòng)力裝置分散安裝在多節(jié)車廂上。在某次試運(yùn)行中共有4節(jié)動(dòng)車和4節(jié)拖車組成動(dòng)車組，每節(jié)動(dòng)車可以提供P_e=750kW的額定功率，每節(jié)車廂平均質(zhì)量為m=20t。該次試運(yùn)行開始時(shí)動(dòng)車組先以恒定加速度a=0.5m/s²啟動(dòng)做直線運(yùn)動(dòng)，達(dá)到額定功率后再做變加速直線運(yùn)動(dòng)，總共經(jīng)過550s的時(shí)間加速后，動(dòng)車組便開始以最大速度v_m=270km/h勻速行駛。設(shè)每節(jié)動(dòng)車在行駛中的功率相同，行駛過程中每節(jié)車廂所受阻力相同且恒定。求：

（1）動(dòng)車組在勻加速階段的牽引力大�。�

（2）動(dòng)車組在整個(gè)加速過程中每節(jié)動(dòng)車的平均功率；

（3）動(dòng)車組在整個(gè)加速過程中所通過的路程（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

如圖16所示，水平光滑軌道AB與豎直半圓形光滑軌道在B點(diǎn)平滑連接，AB段長x=10m，半圓形軌道半徑R=2.5m。質(zhì)量m=0.10kg的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）在水平恒力F作用下，從A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)B點(diǎn)時(shí)撤去力F，小滑塊進(jìn)入半圓形軌道，沿軌道運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)C，從C點(diǎn)水平飛出。重力加速度g取10m/s²。

（1）若小滑塊從C點(diǎn)水平飛出后又恰好落在A點(diǎn)。求：

①滑塊通過C點(diǎn)時(shí)的速度大小；

②滑塊剛進(jìn)入半圓形軌道時(shí)，在B點(diǎn)對(duì)軌道壓力的大��；

（2）如果要使小滑塊能夠通過C點(diǎn)，求水平恒力F應(yīng)滿足的條件。

在物理學(xué)中，常常用等效替代、類比、微小量放大等方法來研究問題。如在牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律一百多年后，卡文迪許利用微小量放大法由實(shí)驗(yàn)測出了萬有引力常量G的數(shù)值，圖15所示是卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)示意圖�？ㄎ牡显S的實(shí)驗(yàn)常被稱為是“稱量地球質(zhì)量”的實(shí)驗(yàn)，因?yàn)橛?i>G的數(shù)值及其他已知量，就可計(jì)算出地球的質(zhì)量，卡文迪許也因此被譽(yù)為第一個(gè)稱量地球的人。

（1）若在某次實(shí)驗(yàn)中，卡文迪許測出質(zhì)量分別為m₁、m₂相距為r的兩個(gè)小球之間引力的大小為F，求萬有引力常量G；

（2）若已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，萬有引力常量為G，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，請(qǐng)推導(dǎo)出地球質(zhì)量及地球平均密度的表達(dá)式。

如圖14所示，傾角θ=37°的光滑斜面固定在地面上，斜面的長度L=3.0m。質(zhì)量m=0.10kg的滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從斜面頂端由靜止滑下。已知sin37°=0.60，cos37°=0.80，空氣阻力可忽略不計(jì)，重力加速度g取10m/s²。求：

（1）滑塊滑到斜面底端時(shí)速度的大��；

（2）滑塊滑到斜面底端時(shí)重力對(duì)物體做功的瞬時(shí)功率大小；

（3）在整個(gè)下滑過程中重力對(duì)滑塊的沖量大小。

如圖13所示，質(zhì)量m=0.5kg的物體放在水平面上，在F=3.0N的水平恒定拉力作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，物體發(fā)生位移x=4.0m時(shí)撤去力F，物體在水平面上繼續(xù)滑動(dòng)一段距離后停止運(yùn)動(dòng)。已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4，重力加速度g取10m/s²。求:

（1）物體在力F作用過程中加速度的大�。�

（2）撤去力F的瞬間，物體速度的大小；

（3）撤去力F后物體繼續(xù)滑動(dòng)的時(shí)間。

兩位同學(xué)用如圖11所示裝置，通過半徑相同的A、B兩球的碰撞來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律。

（1）實(shí)驗(yàn)中必須滿足的條件是         。

A．斜槽軌道盡量光滑以減小誤差

B．斜槽軌道末端的切線必須水平

C．入射球A每次必須從軌道的同一位置由靜止?jié)L下

D．兩球的質(zhì)量必須相等

（2）測量所得入射球A的質(zhì)量為m_A，被碰撞小球B的質(zhì)量為m_B，圖11中O點(diǎn)是小球拋出點(diǎn)在水平地面上的垂直投影，實(shí)驗(yàn)時(shí)，先讓入射球A從斜軌上的起始位置由靜止釋放，找到其平均落點(diǎn)的位置P，測得平拋射程為OP；再將入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放，與小球B相撞，分別找到球A和球B相撞后的平均落點(diǎn)M、N，測得平拋射程分別為OM和ON。當(dāng)所測物理量滿足表達(dá)式                  時(shí)，即說明兩球碰撞中動(dòng)量守恒；如果滿足表達(dá)式                時(shí)，則說明兩球的碰撞為完全彈性碰撞。

（3）乙同學(xué)也用上述兩球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但將實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改裝：如圖12所示，將白紙、復(fù)寫紙固定在豎直放置的木條上，用來記錄實(shí)驗(yàn)中球A、球B與木條的撞擊點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，首先將木條豎直立在軌道末端右側(cè)并與軌道接觸，讓入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放，撞擊點(diǎn)為B′；然后將木條平移到圖中所示位置，入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放，確定其撞擊點(diǎn)P′；再將入射球A從斜軌上起始位置由靜止釋放，與球B相撞，確定球A和球B相撞后的撞擊點(diǎn)分別為M′和N′。測得B′與N′、P′、M′各點(diǎn)的高度差分別為h₁、h₂、h₃。若所測物理量滿足表達(dá)式                  時(shí)，則說明球A和球B碰撞中動(dòng)量守恒。

某同學(xué)用如圖9所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律，請(qǐng)回答下列有關(guān)此實(shí)驗(yàn)的問題：

（1）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備了圖9中所示的實(shí)驗(yàn)裝置及下列輔助器材：

A．交流電源、導(dǎo)線      

B．天平(含配套砝碼)      

C．秒表

D．刻度尺

E．細(xì)線、砂和小砂桶     

其中不必要的器材是         (填代號(hào))。

（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在小車拖動(dòng)的紙帶上打下一系列點(diǎn)跡，以此記錄小車的運(yùn)動(dòng)情況。其中一部分紙帶上的點(diǎn)跡情況如圖10甲所示，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔T=0.02s，測得A點(diǎn)到B、C點(diǎn)的距離分別為x₁=5.99cm、x₂=13.59cm，則在打下點(diǎn)跡B時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)的速度v_B=          m/s；小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a=              m/s²。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）

（3）在驗(yàn)證“質(zhì)量一定，加速度a與合外力F的關(guān)系”時(shí)，某學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了如圖10乙所示的a-F圖象，其中圖線不過原點(diǎn)的原因是                                ，圖線在末端彎曲的原因是                               。

如圖8甲所示，平行于光滑斜面的輕彈簧勁度系數(shù)為k，一端固定在傾角為θ的斜面底端，另一端與物塊A連接；兩物塊A、B質(zhì)量均為m，初始時(shí)均靜止�，F(xiàn)用平行于斜面向上的力F拉動(dòng)物塊B，使B做加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng)，A、B兩物塊在開始一段時(shí)間內(nèi)的v-t關(guān)系分別對(duì)應(yīng)圖乙中A、B圖線（t₁時(shí)刻A、B的圖線相切，t₂時(shí)刻對(duì)應(yīng)A圖線的最高點(diǎn)），重力加速度為g，則                                              

A．t₂時(shí)刻，彈簧形變量為0

B．t₁時(shí)刻，彈簧形變量為(mgsinθ+ma）/k

C．從開始到t₂時(shí)刻，拉力F逐漸增大

D．從開始到t₁時(shí)刻，拉力F做的功比彈簧彈力做的功少

類比是一種常用的研究方法。對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)，教科書中講解了由v-t圖象求位移的方法。請(qǐng)你借鑒此方法分析下列說法，其中正確的是                      

A．由a-t（加速度-時(shí)間）圖線和橫軸圍成的面積可以求出對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)做直線運(yùn)動(dòng)物體的速度變化量

B．由F-v（力-速度）圖線和橫軸圍成的面積可以求出對(duì)應(yīng)速度變化過程中力做功的功率

C．由F-x（力-位移）圖線和橫軸圍成的面積可以求出對(duì)應(yīng)位移內(nèi)力所做的功

D．由ω-r（角速度-半徑）圖線和橫軸圍成的面積可以求出對(duì)應(yīng)半徑變化范圍內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)物體的線速度