(14分) 如图所示,固定在水平面上的斜面与水平面的连接处为一极小的光滑圆弧(物块经过Q点时不损失机械能),斜面与地面是用同种材料制成的。斜面的最高点为P,P距离水平面的高度为h=5m。在P点先后由静止释放两个可视为质点的小物块A和B,A、B的质量均为m=1kg,A与斜面及水平面的动摩擦因数为μ1=0.5,B与斜面及水平面的动摩擦因数为μ2=0.3。A物块从P点由静止释放后沿斜面滑下,停在了水平面上的某处。
求:
(1)A物块停止运动的位置距离斜面的直角顶端O点的距离是多少?
(2)当A物块停止运动后准备再释放B物块时发现它们可能会发生碰撞,为了避免AB碰撞,此时对A另外施加了一个水平向右的外力F,把A物体推到了安全的位置,之后再释放B就避免了AB碰撞。求外力F至少要做多少功,可使AB不相撞?(g取10m/s2,此问结果保留三位有效数字)
(12分)如图所示,将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数m=0.8。对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹角q=53°的拉力F,使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆运动,求F的大小。(取sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2)。
(10分)如图所示,半径R=0.9m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置,圆弧最低点B与长为L=1m的水平面相切于B点,BC离地面高h=0.45m,C点与一倾角为的光滑斜面连接,质量m=1.0kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放,已知滑块与水平面间的动摩擦因数,取g=10m/s2.
求:(1)小滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力:
(2)小滑块到达C点时速度的大小:
(3)小滑块从C点运动到地面所需的时间.
(10分)如图所示,物体的质量为2 kg,两根轻绳AB和AC的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体上,在物体上另施加一个方向与水平线成θ=60°的拉力F,若要使两绳都能伸直,求拉力F的大小范围.
(12分)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。
(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个连续的点未标出,计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a= (保留三位有效数字)。
(2)为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有 。(填入所选物理量前的字母)
A.滑块运动的时间t B.木板的质量m1
C.滑块的质量m2 D.托盘和砝码的总质量m3
(3)滑块与木板间的动摩擦因数= (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g)
(4分)下列有关实验的描述中,正确的是
A.在“验证力的平行四边形定则”实验中,用两弹簧秤同时拉细绳时,细绳之间的夹角应为90°
B.在“探究弹簧弹力与其伸长量”关系的实验中,作出弹力和弹簧长度的图象也能求出弹簧的劲度系数
C.在“恒力做功与动能改变的关系”的实验中,放小车的长木板应该尽量使其水平
D.在“验证机械能守恒定律”的实验中,必须由求出打某点时纸带的速度