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如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的粗糙的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径...

如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的粗糙的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径为R=0.4m.一个质量为m=1Kg的物体将弹簧压缩至A点并用插销固定,此时弹簧的弹性势能为12.5J,而插销拨掉后物体在弹力作用下向右运动,当获得某一向右的速度后脱离弹簧,之后向上运动恰能到达最高点C.(不计空气阻力)试求:( g=10m/s2
(1)物体离开弹簧时的速度.
(2)物体在B点时受到轨道对它的支持力与重力之比.
(3)从B点运动至C点的过程中克服阻力所做的功.

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清楚物体运动过程中能量的转化,根据能量守恒定律解决问题. 在B点进行受力分析,根据牛顿第二定律解决问题. 研究从B点到C点,运用动能定理求解功. 【解析】 (1)当物体脱离弹簧后,弹簧的弹性势能全部转化为物体的动能, 由能量守恒定律,得EP=mvB2   求得:vB=5 m/s                                                       (2)在B点,由牛顿第二定律得:N-mg=m 求得:N=72.5N  故=                (3)物体恰好能到达最高点,由牛顿第二定律:mg=m, 求得:vc=2m/s                从B点到C点,由动能定理: Wf-mgh=mvc2-mvB2 求得:Wf=-2.5J 答(1)物体离开弹簧时的速度是5 m/s. (2)物体在B点时受到轨道对它的支持力与重力之比是. (3)从B点运动至C点的过程中克服阻力所做的功是2.5J.
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考点分析:
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(1)完成该实验,没有必要测量的两个物理量是______(选填字母序号)
A.小车(含遮光板)的质量M              B.沙和沙桶的总质量m
C.两光电门之间的距离s                   D.小车经两光电门的时间间隔△t
E.小车先后经两光电门的瞬时速度v1与v2    F.垫片的厚度h
(2)实验时为了保证小车受到的拉力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是______
(3)实验前,某同学用以下方法来平衡摩擦力:不挂小沙桶,让长木板的左端垫上垫片,轻推小车使其沿斜面滑下,并观察两光电门记录的速度是否相等,若相等,则表明已经平衡了摩擦力,你认为该同学的调整方法合理吗?答:______
(4)本实验最终要验证的数学表达式为______
1
-
1
2
v
2
2

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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