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如图所示,将质量为m=1kg的小物块放在长为L=1.5m的小车左端,车的上表面粗...

如图所示,将质量为m=1kg的小物块放在长为L=1.5m的小车左端,车的上表面粗糙,物块与车上表面间动摩擦因数μ=0.5,直径d=1.8m的光滑半圆形轨道固定在水平面上且直径MON竖直,车的上表面和轨道最低点高度相同,为h=0.65m,开始车和物块一起以10m/s的初速度在光滑水平面上向右运动,车碰到轨道后立即停止运动,取g=10m/s2,求:
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(1)小物块刚进入半圆轨道时对轨道的压力
(2)小物块落地点至车左端的水平距离.
(1)车停止运动后小物块由于惯性继续向右滑行,根据动能定理对减速过程列式求出末速度,再根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解; (2)滑块从圆轨道最低点到最高点过程机械能守恒,根据守恒定律得到最高点速度,之后做平抛运动,再根据平抛运动的分位移公式列式求解出落点的位置. 【解析】 (1)车停止运动后取小物块为研究对象,设其到达车右端时的速度为v1,由动能定理得, 解得 刚进入圆轨道时,设物块受到的支持力为FN,由牛顿第二定律得, 由牛顿第三定律FN=F′N 解得F′N=10.4N,方向竖直向下 即小物块刚进入半圆轨道时对轨道的压力为10.4N. (2)若小物块能到达圆轨道最高点, 则由机械能守恒, 解得 恰能过最高点的速度为,则,解得, 因v2>v3,故小物块从圆轨道最高点做平抛运动, 得x=4.9m 故小物块距车左端d=x-L=3.4m 即小物块落地点至车左端的水平距离为3.4m.
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考点分析:
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某小组用如图甲所示装置“验证牛顿第二定律”空车质量为200g,另有多个质量为100g的砝码用以改变小车质量.将细线一端拴上连有纸带的小车,另一端跨过定滑轮拴质量为l0g的钩码,利用打点计时器(频率为50Hz)打出的纸带,测出5组对应不同小车质量的加速度a,测得的数据记录在表乙中.木板水平且很光滑.
表乙
砝码的质量m/g10
小车的质量M/g200300400500600
加速度a/0.4520.3060.2320.1870.156
(1)某同学借用以上数据测定重力加速度.他已将记录的数据整理后标在图丙所示坐标纸上,请你在坐标纸上作出相应图线,并根据图线求得当地重力加速度的测量值为g=______m/s2
(2)试分析说明图线不过坐标原点的原因.
(3)当小车质量为500g时对应的纸带如图丁所示(打A点时小车刚好运动,相邻的计数点间还有四个点未画出),该同学用这条纸带验证机械能守恒定律.由静止释放钩码至打点E时,钩码的重力势能损失______J,系统的动能增加______J(查得当地重力加速度g=9.8m/s2,保留两个有效数字)
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B.粒子将沿AB连线做变加速运动,且一定有电势 φB>φA
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B.将P沿顺时针方向移动后,为使两灯均正常发光,则需将Q右移
C.P不动,将Q向右移动,输入功率变大
D.断开开关S,L1将变暗
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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