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AB是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,在下端B与水平直轨相切,如图所示。一可视...

AB是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,在下端B与水平直轨相切,如图所示。一可视为质点的小球自A点起由静止开始沿轨道下滑。已知圆轨道半径为R,小球的质量为m,小球与水平直轨的滑动摩擦因素为µ,最终小球在C点处停住(不计空气阻力)。求:

1小球下滑到B点时速度的大小;

2小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时,所受轨道支持力FBFC各是多大?

3BC之间的距离

 

(1)(2), (3) 【解析】(1)在光滑圆弧轨道下滑过程中,机械能守恒,故有,解得 (2)小球经过圆弧轨道的B点时轨道的支持力和重力的合力充当向心力,根据牛顿第二定律可得,解得 在C点时,小球在水平方向上运动,所以在竖直方向上合力为零,故 小球在水平轨道的C点时: (3)对全程应用动能定理,过程中重力做功,和摩擦力做功,所以有,解得:  
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考点分析:
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某实验小组探究弹簧的劲度系数k与其长度(圈数)的关系;实验装置如图(a)所示:一均匀长弹簧竖直悬挂,7个指针P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分别固定在弹簧上距悬点0、10、20、30、40、50、60圈处;通过旁边竖直放置的刻度尺,可以读出指针的位置,P0指向0刻度;设弹簧下端未挂重物时,各指针的位置记为x0;挂有质量为0.100kg砝码时,各指针的位置记为x;测量结果及部分计算结果如下表所示(n为弹簧的圈数,取重力加速度为9.80m/s2).已知实验所用弹簧的总圈数为60,整个弹簧的自由长度为11.88cm.

 

P1

P2

P3

P4

P5

P6

x0 (cm)

2.04

4.06

6.06

8.05

10.03

12.01

x(cm)

2.64

5.26

7.81

10.30

12.93

15.41

n

10

20

30

40

50

60

k(N/m)

163

56.0

43.6

33.8

28.8

1/k(m/N)

0.0061

0.0179

0.0229

0.0296

0.0347

 

 

(1)将表中数据补充完整:______________

(2)以n为横坐标,1/k为纵坐标,在图(b)给出的坐标纸上画出1/k-n图象______

 

(3)图(b)中画出的直线可以近似认为通过原点;若从实验中所用的弹簧截取圈数为n的一段弹簧,该弹簧的劲度系数k与其圈数n的关系的表达式为k=_______N/m;该弹簧的劲度系数k与其自由长度l0(单位为m)的表达式为k=______N/m.

 

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如图所示从某高度水平抛出一小球经过时间 t 到达一竖直墙面时,速度与竖直方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g.下列说法正确的是(

A. 小球水平抛出时的初速度大小为

B. 小球在t时间内的位移方向与水平方向的夹角为

C. 若小球初速度增大,则平抛运动的时间变短

D. 若小球初速度增大,则θ减小

 

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如图所示,一固定光滑杆与水平方向夹角为θ,将一质量为m1的小环套在杆上,通过轻绳悬挂一个质量为m2的小球,由静止释放后,小环与小球保持相对静止并以相同的加速度a一起下滑,此时轻绳与竖直方向的夹角为β,则下列说法正确的是( )

A. agsinθ

B. m1不变,则m2越大,β越小

C. θβ,且与m1m2无关

D. 杆对小环的作用力大小大于m1gm2g

 

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如图所示为建筑工地一个小型起重机起吊重物的示意图.一根轻绳跨过光滑的动滑轮,轻绳的一端系在位置A处,动滑轮的下端挂上重物,轻绳的另一端挂在起重机的吊钩C处.起吊重物前,重物处于静止状态.起吊重物过程是这样的:先让吊钩从位置C竖直向上缓慢的移动到位置B,然后再让吊钩从位置B水平向右缓慢地移动到D,最后把重物卸载某一个位置.则关于轻绳上的拉力大小变化情况,下列说法正确的是( )

A. 吊钩从CB移动的过程中,轻绳上的拉力不变

B. 吊钩从CB移动过程中,轻绳上的拉力变大

C. 吊钩从BD移动过程中,轻绳上的拉力不变

D. 吊钩从BD移动过程中,轻绳上的拉力变大

 

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如图甲所示,在倾角为的粗糙且足够长的斜面底端,一质量可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定,滑块与弹簧不相连, 时解除锁定,计算机通过传感器描绘出滑块的速度时间图像如图乙所示,其中段为曲线,bc段为直线,g,则下列说法正确的是( )

A. 末滑块的加速度为

B. 滑块在时间间隔内沿斜面向下运动

C. 滑块与斜面间的动摩擦因数

D. 在滑块与弹簧脱离之前,滑块一直在做加速运动

 

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