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如图所示,半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内,轨道的B端切线水...

manfen5.com 满分网如图所示,半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内,轨道的B端切线水平,且距水平地面高度为h=1.25m.现将一质量m=0.2kg的小滑块(可视为质点)从A点由静止释放,小滑块沿圆弧轨道运动至B点以v=5m/s的速度水平抛出,
g=10m/s2,求
(1)小滑块沿圆弧轨道运动的过程中所受摩擦力做的功是多少?
(2)小滑块经B点时对圆轨道的压力大小?
(3)小滑块着地时的速度大小和方向?
(1)从A到B滑块受三个力作用,重力、摩擦力和支持力,支持力不做功,只有重力和摩擦力做功由动能定理求解即可; (2)小滑块在B点时所受轨道支持力和重力的合力提供圆周运动向心力,据此求解即可; (3)离开B点后小滑块做平抛运动,只有重力做功,根据动能定理求出落地时速度大小,根据速度的合成求出速度方向的夹角. 【解析】 (1)滑块从A到B的过程中设摩擦力做功为Wf,根据动能定理 解得:Wf=-1.5J (2)设轨道对滑块压力为F,则小滑块在B点时所受轨道支持力和重力的合力提供圆周运动的向心力 得 F=4.5N 由牛顿第三定律,滑块对轨道的压力F′=F=4.5N (3)滑块离开B后做平抛运动,设着地速度为v′,有 得 如图设v′与水平面夹角为θ ∴θ=45° 答:(1)小滑块沿圆弧轨道运动的过程中所受摩擦力做的功是-1.5J; (2)小滑块经B点时对圆轨道的压力大小是4.5N; (3)小滑块着地时的速度大小为方向与水平面成45°角.
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考点分析:
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②将质量为200g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车.
③在质量为10g、30g、50g的三种钩码中,他挑选了一个质量为50g的钩码挂在拉线的挂钩P上.
④释放小车,打开电磁打点计时器的电源,打出一条纸带.
(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条.经测量、计算,得到如下数据:
①第一个点到第N个点的距离为40.0cm.
②打下第N点时小车的速度大小为1.00m/s.
该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力,算出:拉力对小车做的功为______J,小车动能的增量为______J.(结果均保留两位有效数字)
(2)此次实验探究结果,他没能得到“恒力对物体做的功,等于物体动能的增量”,且误差很大.显然,在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素.请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下,造成较大误差的三个主要原因是:
______;②______;③______
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B.P点的振幅比Q点的小
C.经过△t=4s,质点P将向右移动8m
D.经过△t=4s,质点Q通过的路程是0.4m
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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