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如图所示,轻且不可伸长的细绳悬挂质量为m1=0.5kg 的小圆球,圆球又套在可沿...

如图所示,轻且不可伸长的细绳悬挂质量为m1=0.5kg 的小圆球,圆球又套在可沿水平方向移动的框架槽内,框架槽沿竖直方向,质量为m2=0.2kg.自细绳静止于竖直位置开始,框架在水平恒力F=20N的作用下移至图中所示位置,此时细绳与竖直方向夹角为30°.绳长l=0.2m,不计一切摩擦,取g=10m/s2.求:
(1)此过程中重力对小圆球所做的功;
(2)外力F所做的功;
(3)小圆球在此位置瞬时速度的大小.

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(1)根据上升的高度求出重力对小圆球所做的功. (2)根据恒力做功的公式求出外力F做的功. (3)小球速度在水平方向上分速度等于框架的速度,对小球和框架组成的系统运用动能定理,求出小圆球在此位置的速度大小. 【解析】 (1)小球重力所做功为WG=-mgl(1-cosθ)① 代入数据得WG=-0.13J② (2)外力F做功WF=Flsinθ③ 代入数据得 WF=2J④ (3)将小球和框架槽看作一个系统,则有系统动能定理⑤ 其中vx为小球此时的速度,v为框架槽此时的速度. 由运动的分解得:⑥ 联立求解,代入数据得:vx=2.39m/s⑦ 答:(1)此过程中重力对小圆球所做的功为-0.13J. (2)外力F所做的功为2J. (3)小圆球在此位置瞬时速度的大小为2.39m/s.
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考点分析:
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h(10-1m)2.003.004.005.006.00
s2 (10-1m22.623.895.206.537.78
请在坐标纸上作出s2-h关系图.
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2--h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率______ (填“小于”或“大于”)理论值.
(4)从s2--h关系图线中分析得出钢球水平抛出的速率差十分显著,你认为造成上述偏差的可能原因是______
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(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、______(填测量工具)和______电源(填“交流”或“直流”);
(2)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力,则下面操作正确的是______
A.放开小车,能够自由下滑即可       
B.放开小车,能够匀速下滑即可          
C.放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可 
D.放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可
(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是______ 
A.橡皮筋处于原长状态                    B.橡皮筋仍处于伸长状态
C.小车在两个铁钉的连线处                 D.小车已过两个铁钉的连线
(4)在正确操作情况下,打在纸带上的点,并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的______部分进行测量(根据下面所示的纸带回答)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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