(11分)如图所示,左图是杭州儿童乐园中的过山车的实物图片,右图是过山车的原理图.在原理图中,半径分别为R1=2.0 m和R2=8.0 m的两个光滑圆形轨道固定在倾角为=37°斜轨道面上的Q、Z两点,且两圆形轨道的最高点A、B均与P点平齐,圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接.现使质量的小车(视作质点)从P点以一定的初速度沿斜轨道向下运动.已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为=,g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.问:
(1)若小车能通过A、B两点,则小车在P点的初速度满足什么条件?
(2)若小车恰好能通过第二个圆形轨道的最高点B,则小车通过第一个圆形轨道最低点
时,对轨道的压力大小是多少?
(8分)质量为40kg的雪撬在倾角θ=37°的斜面上向下滑动,如图甲所示,所受的空气阻力与速度成正比。今测得雪撬运动的v-t图象如图乙所示,且AB是曲线的切线,B点坐标为(4,15),CD是曲线的渐近线。试求空气的阻力系数k和雪撬与斜坡间的动摩擦因数μ(g=10 m/s2)
为了探究加速度与力、质量的关系,使用如下图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过G1、G2光电门时,光束被遮挡的时间Δt1、Δt2都可以被测量并记录,滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为d,光电门间距为x(满足x >>d),牵引砝码的质量为m.。回答下列问题:
(1) 若实验测得Δt足够小,且Δt1 = 150ms、Δt2 = 100ms,d = 3.0cm,X = 50.0cm,则滑行器运动的加速度 a = m/s2。 若取M = 400g,在保证M>>m的条件下,如果认为绳子牵引滑块的力等于牵引砝码的总重力,则牵引砝码的质量m = kg。(取g = 10m/s2)
(2) 在(1)中,实际牵引砝码的质量与上述的计算值相比 。(填偏大、偏小或相等)
在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中下面说法正确的是( )
A.需要将木板的一端垫高用于平衡摩擦力
B.平衡摩擦力的方法是沿木板向下推一下带纸带的小车,放手后打点计时器在纸带上打下的点距均匀即可
C. 实验中计算小车的速度时,应选择纸带上小车最开始一段时间内运动的点
D.改变做功大小的方法是将橡皮筋拉得长度不同
在“验证机械能守恒定律”的实验中,下列物理量中必需测量的有( )
A、重锤的质量 B、重力加速度
C、重锤下落的高度 D、与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度
两木块甲和乙自左向右运动,现用高速摄影机在同一底片上多次曝光,记录下木块每次曝光时的位置,如图所示,连续两次曝光的时间间隔是0.1s。已知乙作v=0.4 m/s的匀速直线运动。则甲的加速度大小为 m/s2 ,t3时刻甲的速度大小为 m/s。