(22分)如图所示,光滑半圆形轨道处于竖直平面内,半圆轨道与光滑的水平地面相切于半圆的端点A。一质量为m的小球在水平地面上的C点受水平向左的恒力F由静止开始运动,当运动到A点时撤去恒力F,小球沿竖直半圆轨道运动到轨道最高点B点,最后又落在水平地面上的D点(图中未画出)。已知A、C间的距离为L,重力加速度为g。
(1)若轨道半径为R,求小球到达圆轨道B点时对轨道的压力FN;
(2)为使小球能运动到轨道最高点B,求轨道半径的最大值Rm;
(3)轨道半径R多大时,小球在水平地面上的落点D到A点的距离最大?最大距离xm是多少?
(14分)如图所示,固定的光滑圆弧面与质量为6 kg的小车C的上表面平滑相接,在圆弧面上有一个质量为2 kg的滑块A,在小车C的左端有一个质量为2 kg的滑块B,滑块A与B均可看做质点.现使滑块A从距小车的上表面高h=1.25 m处由静止下滑,与B碰撞后瞬间粘合在一起共同运动,最终没有从小车C上滑出.已知滑块A、B与小车C的动摩擦因数均为μ=0.5,小车C与水平地面的摩擦忽略不计,取g=10 m/s2.求:
(1)滑块A与B碰撞后瞬间的共同速度的大小;
(2)小车C上表面的最短长度.
(12分)如图所示,斜面倾角为,一质量为m=7kg的木块恰能沿斜面匀速下滑,若用一水平恒力F作用于木块上,使之沿斜面向上做匀速运动,求此恒力F的大小。
()
(10分)某同学用如图所示装置做“研究平抛运动的规律”的实验,
有下列实验步骤:
①用图钉把白纸订在竖直木板上;
②把斜槽固定在紧靠木板的左上角,且使其末端切线水平;
③记下小球飞出时初始位置O,并凭眼观测过O画水平线作为x轴;
④把水平木条靠在竖直木板上,让小球从斜槽适当的位置由静止滚下,观察小球在木条上的落点,并在白纸上标出相应的点,得到小球运动过程中的一个位置;
⑤把水平木条向下移动,重复④的操作,让小球从斜槽上相同位置由静止滚下,得到小球运动过程中的多个位置;
⑥从木板上取下白纸:
............
上述①到⑥的步骤中,有错误的是步骤_______________,
应改为________________________________________________。
根据画出的轨迹测出小球多个位置的坐标(x,y),画出y-x2图像如图(2)所示,图线是一条过原点的直线,说明小球运动的轨迹形状是_______;设该直线的斜率为k,重力加速度为g,则小铁块从轨道末端飞出的速度v0=_______。
测绘小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:
小灯泡L:规格“4.0V,2.2W”;
电流表A1:量程3A,内阻约为0.1Ω;
电流表A2:量程0.6A,内阻r2=0.2Ω;
电压表V:量程3V,内阻RV=9kΩ;
定值电阻R0:阻值为3kΩ;
滑动变阻器R:阻值范围0~10Ω;
学生电源E:电动势6V,内阻不计;
开关S及导线若干。
(1)电流表应选______
(2)在方框中画出实验电路图,并在图上标明所选器材代号。
(10分)(1)用游标为10分度的卡尺测量某圆柱的直径,由于长期使用,测量爪磨损严重,当左、右外测量爪合在一起时,游标尺的零线与主尺的零线不重合,出现如图(a)所示的情况,测量圆柱的直径时的示数如图(b)所示。图(b)所示读数为_____mm,所测圆柱的直径为_____mm