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如图甲所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面 AD 和光滑圆轨道DCE 组成,AD与...

如图甲所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面 AD 和光滑圆轨道DCE 组成,AD与DCE 相切于D点,C为圆轨道的最低点.将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止下滑,用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力N,改变H 的大小,可测出相应的N 大小,N随H的变化关系如图乙图中折线PQI 所示(PQ与QI 两直线相连接于Q点),QI反向延长交纵轴于F点(0,5.8N),重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小物块的质量m;
(2)圆轨道的半径及轨道DC所对圆心角(可用角度的三角函数值表示);
(3)小物块与斜面AD间的动摩擦因数.
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(1)从图象得到H=0时的弹力,即为物体的重力,从而得到物体的质量m; (2)结合图象可以得到当H=0.2m时,物体恰好在斜面最低点,根据机械能守恒定律和向心力公式联立列式求解出圆轨道的半径R,然后可根据几何关系得到轨道DC所对圆心角; (3)对滑块从最高点到C点的过程运用动能定理列式,再对最低点运用向心力公式和牛顿第二定律列式,联立后求解出弹力的一般表达式,再根据图象求解出动摩擦因素. 【解析】 (1)由图线知:当H1=0时,N1=5N,此时N1=mg    故m=0.5kg 即小物块的质量m为0.5kg. (2)由图线知:当H2=0.2m时,N2=7N,此时小物块恰好由D点下滑 由和 得R=1m 即θ=arc0.8=37° 即圆轨道的半径为1m,轨道DC所对圆心角为37°. (3)小球从高为H处的斜面上滑到最低点过程.根据动能定理,有 在最低点,支持力和重力的合力提供向心力,有 解得 由图线知,截距 解得μ=0.3 即小物块与斜面AD间的动摩擦因数为0.3.
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考点分析:
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(1)此匀强电场的电场强度E为多大;
(2)现将PA之间的线烧断,由于有空气阻力,A、B球最后会达到新的平衡位置.求此时细线QB所受的拉力T的大小,并求出A、B间细线与竖直方向的夹角θ;
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某同学的解题思路如下:
根据机械能守恒,由静止开始分别从C点沿光滑斜面CDA和沿圆弧CEA滑至A点的速度大小相等,而沿斜面CDA滑下的路程较短,所用时间也较短,所以t1<t2
你认为该同学的解法正确吗?若正确,请计算出t1、t2的大小;若不正确,指出错误处并通过计算说明理由.

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(2)如果实验中所得到的T2-l 关系图象如图乙所示,那么真正的图象应该是a、b、c 中的______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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