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(14分)如图所示,半径R=0.4 m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于A点,质...

(14分)如图所示,半径R=0.4 m的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于A点,质量为m=1 kg的小物体(可视为质点)在水平拉力F的作用下,从静止开始由C点运动到A点,物体从A点进入半圆轨道的同时撤去外力F,物体沿半圆轨道通过最高点B后做平抛运动,正好落在C点,已知xAC=2 m,F=15 N,g取10 m/s2,试求:

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(1)物体在B点时的速度大小以及此时物体对轨道的弹力大小;

(2)物体从C到A的过程中,克服摩擦力做的功.

 

(1)52.5N,(2)9.5J 【解析】 试题分析:(1)设物体在B点的速度为v,此时物体对轨道的弹力大小为FN 由B到C做平抛运动,有 2R=gt2, xAC=vt,  得v=5 m/s   (4分) 由牛顿第二定律有FN+mg=   (2分) 代入数据解得FN=52.5 N     (1分) 由牛顿第三定律知,物体对轨道的弹力大小为  FN′=52.5 N  (1分) (2)从A到B,由机械能守恒定律有 mv=mv2+2mgR    (2分) 从C到A应用动能定理有F xAC-Wf=mv     (2分) 联立上两式并代入数据解得Wf=9.5 J    (2分) 考点:牛顿定律、动能定理、机械能守恒
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考点分析:
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(10分)如图所示,轻杆长为L,球的质量为m,杆连球在竖直平面内绕轴O自由转动,已知在最高点处,杆对球的支持力大小为F=mg/2,

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求:⑴小球在最高点的瞬时速度大小。

⑵小球到达最低点的动能。

 

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(10分)将小球以6m/s的速度水平抛出去,它落地时的速度为10m/s,(g=10m/s2)求:

(1)小球运动的水平位移s;

(2)小球在空中下落的高度h。

 

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在《验证机械能守恒定律》的实验中,质量为m的重锤从高处由静止开始下落,重锤拖着的纸带通过打点计时器打出一系列点,对纸带上的点进行测量,就可以验证机械能守恒定律.

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(1)如图所示,选取纸带上打出的连续A、B、C、D、E五个点,测出A点距起始点O的距离为s0,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,交流电的频率为f,用以上给出的已知量写出C点速度的表达式:vc=           ;在OC这段时间内,重锤的重力势能的减少量为      ;利用这个装置还可以测量重锤下落的加速度,则加速度的表达式为a=       

(2)某同学上交的实验报告显示重锤的动能增加量略小于重锤的势能减少量,则出现这一问题的原因可能是             (填序号).

A、重锤的质量测量错误     

B、该同学自编了实验数据

C、交流电源的频率不等于50Hz   

D、重锤下落时受到的阻力过大

 

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(6分)在探究物体作平抛运动规律的实验中,某同学作了下图甲、乙所示的实验.如图甲所示的实验中,A、B两球同时落地,说明                                    ,如图乙所示的实验中,将两个斜槽固定在同一竖直面内,最下端水平,滑道2与光滑水平板连接,把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放,球1落到光滑水平板上并击中球2,这种现象说明                                            

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如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中(弹簧保持竖直),下列关于能的叙述正确的是 

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A.弹簧的弹性势能不断增大          

B.小球的动能先增大后减小

C.小球的重力势能先增大后减小     

D.小球的机械能总和先增大后减小

 

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