(10分)浙江卫视六频道《我老爸最棒》栏目中有一项人体飞镖项目,该运动简化模型如图所示。某次运动中,手握飞镖的小孩用不可伸长的细绳系于天花板下,在A处被其父亲沿垂直细绳方向推出,摆至最低处B时小孩松手,飞镖依靠惯性飞出击中竖直放置的圆形靶最低点D点,圆形靶的最高点C与B在同一高度,C、O、D在一条直径上,A、B、C三处在同一竖直平面内,且BC与圆形靶平面垂直。已知飞镖质量m=1kg,BC距离s=8m,靶的半径R=2m,AB高度差h=0.8m,g取10m/s2。不计空气阻力,小孩和飞镖均可视为质点。
(1)求孩子在A处被推出时初速度vo的大小;
(2)若小孩摆至最低处B点时沿BC方向用力推出飞镖,飞镖刚好能击中靶心,求在B处小孩对飞镖做的功W;
(3)在第(2)小题中,如果飞镖脱手时沿BC方向速度不变,但由于小孩手臂的水平抖动使其获得了一个垂直于BC的水平速度v,要让飞镖能够击中圆形靶,求v的取值范围。
(8分)如图所示,半径为R的半圆柱形玻璃柱,放置在直角坐标系xoy中,圆心与坐标系原点O重合,在第二象限中坐标为(-1.5R,R)的点A处,放置一个激光器(图中未画出),发出的两束细激光束a和b,其中,激光束a平行于x轴射向玻璃砖,激光束b沿AO方向射向玻璃砖。已知激光在玻璃中的折射率为,试作出激光束a和b通过玻璃砖的光路图,并证明a和b射出玻璃砖后是否相交。
(8分)如图所示,质量M=10kg的木楔ABC静止置于粗糙水平地面上,木楔与地面间的动摩擦因数μ=0.02。在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=10kg的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行路程s=1.4m时,其速度v=1.4m/s.在这过程中木楔始终没有动。求木楔对地面的摩擦力和压力(重力加速度g取10m/s2)。
某同学在做利用单摆测重力加速度的实验中,先测得摆线长为97.50 cm,摆球直径为2.0cm,然后用秒表记录了单摆振50次所用的时间,如下图所示,则:
(1)秒表所示读数为 s。
(2)如果测得g值偏小,可能的原因是
A.测摆线长时摆线拉得过紧
B.摆线上端悬点未固定,振动中出现松动,使摆线长度增加了
C.开始计时时,秒表过迟按下
D.实验中误将49次全振动次数记为50次
(3)在用单摆测定重力加速度g实验中,另外一位同学作出的L-T2图线如图所示,此图线不过原点的原因可能是
在验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=200g的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示。O为纸带下落的起始点,A、B、C为纸带上选取的三个连续点.已知打点计时器每隔T=0.02 s打一个点,当地的重力加速度为g=9.8 m/s2,那么
(1)计算B点瞬时速度时,甲同学用v=2gxOB,乙同学用vB=。其中所选择方法正确的是 (填“甲”或“乙”)同学。
(2)纸带下落的加速度为 m/s2。
(3)若同学丁不慎将上述纸带从OA之间扯断,他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的? (填“能”或“不能”)
某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系” 。图中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电磁打点计时器相连。(g = 10 m/s2)某同学通过调整木板倾角平衡好摩擦力后,在保持小车质量不变的情况下,挂上砝码盘后通过多次改变砝码质量,作出小车加速度a与砝码重力的图象如图乙所示。则根据图象由牛顿第二定律得小车的质量为 kg,小盘的质量为 kg。(计算结果均保留到小数点后两位)