(20分)质量为彤的小车置于光滑水平面上。小车的上表面由1/4圆弧和平面组成,车的右端固定有一不计质量的弹簧,圆弧A部分光滑,半径为尼平面BC部分粗糙,长为l,C点右方的平面光滑。滑块质量为m,从圆弧最高处A无初速下滑(如图),与弹簧相接触并压缩弹簧,最后又返回到B相对于车静止。求:
(1)BC部分的动摩擦因数;
(2)弹簧具有的最大弹性势能;
(3)当滑块与弹簧刚分离时滑块和小车的速度大小.
(18分)铁路转弯处的弯道半径,是根据地形决定的,弯道处要求外轨比内轨高,其内轨高度差五盼设计不仅与,有关,还取决于火车在弯道上行驶的速率。下表中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之相应的轨道的高度差h。
弯道半径r(m) |
660 |
330 |
220 |
165 |
132 |
110 |
内外轨高度h(m) |
0.05 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
(1)根据表中数据,试导出h与r关系的表达式,并求出当r=400m时,h的设计值。
(2)铁路建成后,火车通过弯道时,为保证绝对安全,要求内外轨道均不向车轮施加侧面压力,又已知我国铁路内外轨的距离设计值为L=1.435m,结合表中数据,求出我国火车的转弯速率v(路轨倾角很小时,tg≈sin )。
(3)随着人们的生活节奏加快,对交通运输的快捷提出了更高的要求,为了提高运输能力,国家对铁路不断进行提速改造,这就要求铁路转弯速率也需提高,请根据上述原理和上表分析,提速时应采取怎样的有效措施?(g取9.8m/s2)
(16分)调节水龙头,让水一滴滴流出,在下方放一盘子,调节盘子高度,使一滴水滴碰到盘子时,恰有另一滴水滴开始下落,而空中还有一滴正在下落中的水滴,测出水龙头到盘予的距离为h (m),从第一滴开始下落时计时,到第n滴水滴落在盘子中,共用去时间t (s):
求:(1)此时第(n+1)滴水滴与盘子的距离为多少?
(2)当地的重力加速度为多少?
(12分)在用落体法验证机械能守恒定律时,某同学按照正确的操作选得纸带如图。其中O是起始点,A、B、C是打点计时器连续打下的3个点,已知打点计时器使用交流电源频率为50HZ,该同学用毫米刻度尺测量D到A、B、C各点的距离,并记录在图中(单位cm)。
(1)这三个数据中不符合有效数字读数要求的是__ ,应记作 cm。
(2)该同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒定律,已知当地的重力加速度g=9.8m/s2,则该段重锤重力势能的减少量为 ,而动能的增加量为 ,(均保留3位有效数字,重锤质量用m表示)。这样验证的系统误差总是使重力势能的减少量 (填“大于”、“等于”“小于”)动能的增加量,原因是 。
(6分)一个学生在做平抛实验中,只画出了如图所示的一部分曲线,他在曲线上任取水平距离均为△S的三点A、B、C,并测得△S=0.2m,又测出它们竖直之间的距离分别为S1=0.1m、S2=0.2m利用这些数据,这个学生求得物体抛初速度为 m/s,物体到B点的竖直分速度为 m/s,A点离抛出点的高度为 m。(取g=10m/s2)
从同一高度由静止落下的玻璃杯,掉在水泥地上易碎,掉在棉花上不易碎,这是因为玻璃杯掉在棉花上时 ( )
A.受到冲量小
B.受到作用力小
C.动量改变量小
D.动量变化率大