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如图所示,水平面上固定着一个半径R=0.4m的 光滑环形轨道,在轨道内放入质量分...

如图所示,水平面上固定着一个半径R=0.4m的 光滑环形轨道,在轨道内放入质量分别是M=0.2kg和m=0.1kg的小球AB(均可看成质点),两球间夹一短弹簧。

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(1)开始时两球将弹簧压缩(弹簧的长度相对环形轨道半径和周长而言可忽略不计),弹簧弹开后不动,两球沿轨道反向运动一段时间后又相遇,在此过程中,A球转过的角度θ是多少?

(2)如果压缩弹簧在松手前的弹性势能E=1.2J,弹开后小球B在运动过程中受到光滑环轨道的水平侧压力是多大?

 

(1)θ=120°(2)4N 【解析】(1)在弹簧弹开的过程中系统动量守恒,假设A运动的方向为正方向,则                  Mv1-mv2=0                                 2分 设从弹开到相遇所需时间为t,则有:                v1t+v2t=2πR                                2分 联立以上两式得:            2分 所以A球转过的角度为θ=120°                          2分 (2)以A、B及弹簧组成的系统为研究对象,在弹簧张开的过程中,系统机械能守恒,则有                              2分                         Mv1-mv2=0                          2分 解得:             v1=2m/s,v2=4m/s                    2分 所以,小球B在运动过程中受到光滑轨道的侧压力是其所需向心力,即:                      2分 试题分析: 考点:考查了牛顿第二定律以及动量守恒定律,机械能守恒的应用
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考点分析:
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如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.

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(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器件;

B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;

C.用天平测量出重锤的质量;

D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;

E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能

指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的空行内,并说明其原因.

答:_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值.如图所示,根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为S0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用交流电的频率为f,则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为:a=__________。

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(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总能大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,可以通过该实验装置测定该阻力的大小.若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是__________。试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤的下落的过程中受到的平均阻力大小为F=__________。

 

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(1)关于“探究动能定理”的实验中,下列叙述正确的是(     )

A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值

B.每次实验中,橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致

C.放小车的长木板应该尽量使其水平

D.先接通电源,再让小车在橡皮筋的作用下弹出

(2)在做“利用单摆测定重力加速度”的实验中,如果某同学测得的g值偏大,可能的原因是(     )

A.测摆长时记录的是摆线的长度

B.开始计时时,秒表过迟按下

C.摆线上端牢固地系于悬点,摆动中出现松动,使摆线长度增加了

D.实验中误将29次全振动数为30次

 

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如图所示的实线和虚线分别表示同一个单摆在A、B两个星球半径大小相同的星球表面上的振动图象,其中实线是A星球上的,虚线是B星球上的,那么两个星球的平均密度ρA和ρB之比是__________。说明: 满分5 manfen5.com

 

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沿x轴负方向传播的简谐波,t=0时刻的波形图如图所示,已知波速为10m/s,质点P的平衡位置为x=17m,P点振动频率为__________Hz,则P点至少再经__________s可达波峰。说明: 满分5 manfen5.com

 

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质量为m,速度为v0的子弹,水平射入一固定的地面上质量为M的木块中,深入木块的深度为L.如果将该木块放在光滑的水平面上,欲使同样质量的子弹水平射入木块的深度也为L,则其水平速度应为__________。

 

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