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如图所示,在竖直平面的xoy坐标系内,一根长为l的不可伸长的细绳,一端固定在拉力...

如图所示,在竖直平面的xoy坐标系内,一根长为l的不可伸长的细绳,一端固定在拉力传感器A上,另一端系一质量为m的小球.x轴上的P点固定一个表面光滑的小钉,P点与传感器A相距满分5 manfen5.com.现拉小球使细绳绷直并处在水平位置,然后由静止释放小球,当细绳碰到钉子后,小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动.已知重力加速度大小为g,求:

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(1)若小球经过最低点时拉力传感器的示数为7mg,求此时小球的速度大小;

(2)传感器A与坐标原点O之间的距离;

(3)若小球经过最低点时绳子恰好断开,请确定小球经过y轴的位置.

 

(1); (2); (3)(0,﹣l). 【解析】【解析】 (1)小球在最低点由牛顿第二定律得F﹣mg= 由题意可知R= 联立解得v= (2)有机械能守恒得 解得h= (3) 断开后做平抛运动,故x=vt y= 解得 小球离开y轴时的纵坐标为﹣(+l)=﹣l 即小球离开y轴的坐标为(0,﹣l) 答:(1)若小球经过最低点时拉力传感器的示数为7mg,此时小球的速度大小; (2)传感器A与坐标原点O之间的距离; (3)若小球经过最低点时绳子恰好断开,小球经过y轴的位置(0,﹣l). 【点评】小球在运动过程中只有重力做功,机械能守恒,应用机械能守恒定律与牛顿第二定律即可正确解题;解题时要注意,小球到达最帝点时,重力和拉力提供向心力.  
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考点分析:
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如图所示,竖直平面内四分之一光滑圆弧轨道AP和水平传送带PC相切于P点,圆弧轨道的圆心为O,半径为R=5m,一质量为m=2kg的小物块从圆弧顶点由静止开始沿轨道下滑,再滑上传送带PC,传送带可以速度v=5m/s沿顺时针或逆时针方向的传动.小物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5,不计物体经过圆弧轨道与传送带连接处P时的机械能损失,重力加速度为g=10m/s2

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(1)求小物体滑到P点时对圆弧轨道的压力;

(2)若传送带沿逆时针方向传动,物块恰能滑到右端C,问传送带PC之间的距离L为多大.

 

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(1)如图(1)甲是实验室测定水平面和小物块之间动摩擦因数的实验装置,曲面AB与水平面相切于B点且固定,带有遮光条的小物块自曲面上面某一点释放后沿水平面滑行最终停在C点,P为光电计时器的光电门.已知当地重力加速度为g.

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①利用游标卡尺测得遮光条的宽度如图乙所示,则遮光条的宽度d=      cm.

②实验中除了遮光条的宽度,还需要测量的物理量有     

A.小物块质量m               B.遮光条通过光电门的时间t

C.遮光条到C点的距离s       D.小物块释放点的高度

③为了减小实验误差,同学们选择图象法来找出动摩擦因数,那么他们应该选择    关系图象来求解(利用测量的物理量表示).

(2)用如图(2)实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒,m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.图2给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图2所示.已知m1=50g、m2=150g,则(结果保留两位有效数字)

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①在纸带上打下记数点5时的速度v=      m/s;

②在打下0~~5点过程中系统动能的增量△Ek=      J,系统势能的减少量△Ep=      J(计算时g取10m/s2);由此得出的结论:     

 

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如图所示,一质量为m的小球套在光滑竖直杆上,轻质弹簧一端固定于O点,另一端与该小球相连,小球在A处时弹簧处于原长.现将小球从A点由静止释放,沿竖直杆运动到B点,已知OA长度小于OB长度.在小球由A到B的过程中(  )

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A.加速度大小等于重力加速度g的位置有两个

B.加速度大小等于重力加速度g的位置有三个

C.小球运动到与O点等高的位置时,弹簧弹力的功率不为零

D.弹簧弹力对小球先做正功再做负功

 

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如图所示,倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上,长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平.用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动,直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中(  )

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A.细线对软绳所做的功大于软绳机械能的增加量

B.细线对软绳所做的功等于软绳机械能的增加量

C.物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功

D.物块的机械能逐渐增加

 

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水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1).现对木箱施加一拉力F,使木箱做匀速直线运动.设F的方向与水平面夹角为θ,如图,在θ从0逐渐增大到90°的过程中,木箱的速度保持不变,则(  )

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A.F先减小后增大  B.F一直增大

C.F的功率减小    D.F的功率不变

 

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