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图甲为竖直放置的离心轨道,其中圆轨道的半径r=0.10m,在轨道的最低点A和最高...

图甲为竖直放置的离心轨道,其中圆轨道的半径r=0.10m,在轨道的最低点A和最高点B各安装了一个压力传感器(图中未画出),小球(可视为质点)从斜轨道的不同高度由静止释放,可测出小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力FA和FB.g取10m/s2
(1)若不计小球所受阻力,且小球恰能过B点,求小球通过A点时速度vA的大小;
(2)若不计小球所受阻力,小球每次都能通过B点,FB随FA变化的图线如图乙中的a所示,求小球的质量m;
(3)若小球所受阻力不可忽略,FB随FA变化的图线如图乙中的b所示,求当FB=6.0N时,小球从A运动到B的过程中损失的机械能△E.
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(1)小球滚到两圆轨道最高点时恰能过B点,此时对轨道无压力,仅受重力,运用向心力公式可求出在其位置的速度.对于从A到B过程,根据机械能守恒定律,可求A点速度 (2)由图象可知,小球恰能过B点时,对A点压力为6N,根据牛顿运动定律可求此时的重力 (3)根据图乙可知:当小球通过B点时,若小球对轨道压力的大小FB=6.0N,则小球通过A点时对轨道压力的大小FA=16N,由牛顿第二定律可得此两位置的速度,进而求得机械能的损失 【解析】 (1)若小球恰能通过B点,设此时小球质量为m,通过B时的速度为vB. 根据牛顿第二定律有mg= 根据机械能守恒定律有=+2mgr 所以vA=m/s≈2.2m/s (2)根据第(1)问及图乙可知:当小球通过A点时的速度为2.2m/s时,小球对轨道压力的大小FA1=6N.设小球通过A点时,轨道对小球支持力的大小为FA2. 根据牛顿运动定律有:FA1=FA2,且有 所以:m=0.1kg (3)根据图乙可知:当小球通过B点时,若小球对轨道压力的大小FB=6.0N,则小球通过A点时对轨道压力的大小FA=16N.设轨道对小球通过A、B时支持力的大小分别为、,速度分别为、. 根据牛顿运动定律有 且= 且+mg= 在小球从A运动到C的过程中,根据功能原理又有 =+2mgr+△E 所以△E=0.2J
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考点分析:
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如图所示,遥控赛车比赛中一个规定项目是“飞跃壕沟”,比赛要求:赛车从起点出发,沿水平直轨道运动,在B点飞出后越过“壕沟”,落在平台EF段.已知赛车的额定功率P=10.0W,赛车的质量m=1.0kg,在水平直轨道上受到的阻力f=2.0N,AB段长L=10.0m,BE的高度差h=1.25m,BE的水平距离x=1.5m.若赛车车长不计,空气阻力不计,g取10m/s2
(1)若赛车在水平直轨道上能达到最大速度,求最大速度vm的大小;
(2)要越过壕沟,求赛车在B点最小速度v的大小;
(3)若在比赛中赛车通过A点时速度vA=1m/s,且赛车达到额定功率.要使赛车完成比赛,求赛车在AB段通电的最短时间t.
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(1)在“测定玻璃的折射率”实验中,某同学经正确的操作,插好了4枚大头针P1、P2和P3、P4,如图所示.
①在坐标线上画出完整的光路图,并标出入射角θ1和折射角θ2
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②对你画出的光路图进行测量,求出该玻璃的折射率n=______(结果保留2位有效数字).
(2)某学习小组探究电学元件的伏安特性曲线.
①甲同学要描绘一个标有“3.6V,1.2W”的小灯泡的伏安特性曲线,除了导线和开关外,还有下列器材可供选择:
电压表V(量程5V,内阻约为5kΩ)
直流电源E(电动势4.5V,内阻不计)
电流表A1(量程350mA,内阻约为1Ω)
电流表A2(量程150mA,内阻约为2Ω)
滑动变阻器R1(阻值0~200Ω)
滑动变阻器R2(阻值0~10Ω)
实验中电流表应选______,滑动变阻器应选______;(填写器材代号)
以下的四个电路中应选用______进行实验.
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②乙同学利用甲同学的电路分别描绘了三个电学元件的伏安特性曲线,如图3所示.然后他用图4所示的电路给三个元件分别供电,并测出给元件1和元件2供电时的电流和电压值,分别标在图3上,它们是A点和B点.已知R=9.0Ω,则该电源的电动势EE′=______V,内电阻r′=______Ω.这个电源给元件3供电时,元件3的电功率P=______W.
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如图所示,一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上,杆足够长,环与杆的动摩擦因数为μ.现给环一个向右的初速度v,如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F,F=kv(k为常数,v为环的速率),则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功不可能为( )
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如图所示,一个电荷量为-Q的点电荷甲,固定在绝缘水平面上的O点.另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v沿它们的连线向甲运动,运动到B点时速度为v,且为运动过程中速度的最小值.已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f,AB间距离为L,静电力常量为k,则下列说法正确的是( )
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A.点电荷乙从A点向甲运动的过程中,加速度逐渐增大
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如图1所示,虚线MN、M′N′为一匀强磁场区域的左右边界,磁场宽度为L,方向竖直向下.边长为l的正方形闭合金属线框abcd,以初速度v沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动,经过一段时间线框通过了磁场区域.已知l<L,甲、乙两位同学对该过程进行了分析,当线框的ab边与MN重合时记为t=0,分别定性画出了线框所受安培力F随时间t变化的图线,如图2、图3所示,图中S1、S2、S3和S4是图线与t轴围成的面积.关于两图线的判断以及S1、S2、S3和S4应具有的大小关系,下列说法正确的是( )
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B.图2正确,且S1=S2
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D.图3正确,且S3=S4
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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