划痕为
第二阶段
得
,第二阶段位移为
所用时间为
传送带位移为
划痕为
由以上分析可知,物体运动总时间为
物体的总位移
故AB正确; CD.产生总热量为
摩擦力第一阶段做负功,第二阶段做正功,摩擦力对小木块所做功为
故CD错误。
三、实验题:共2小题,每题8分,共16分
17.BC ON间的距离x3 max1?max2?mbx3(或ma?OP?ma?OM?mb?ON) 【解析】 【详解】
第一空.A.“验证动量守恒定律”的实验中,是通过平抛运动的基本规律求解碰撞前后的速度的,只要离开轨道后做平抛运动,对斜槽是否光滑没有要求,故A错误;
B.要保证每次小球都做平抛运动,则轨道的末端必须水平,故B正确;
C.要保证碰撞前的速度相同,所以入射球每次都要从同一高度由静止滚下,故C正确; D.为了保证小球碰撞为对心正碰,且碰后不反弹,要求ma>mb,故D错误. 应填BC.
第二空.要验证动量守恒定律定律,即验证:mav1?mav2?mbv3,小球离开轨道后做平抛运动,它们抛出点的高度相等,在空中的运动时间t相等,上式两边同时乘以t得:mav1t?mav2t?mbv3t,得:
max1?max2?mbx3,因此实验需要测量:测量OP间的距离x1,OM间的距离x2,ON间的距离x3;
第三空.由以上分析可知,实验需要验证:max1?max2?mbx3,或ma?OP?ma?OM?mb?ON. 18.(1)平衡摩擦力 (2)后面均匀部分 (3)B 【解析】 【分析】 【详解】
试题分析:(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,故可以将长木板的一段垫高;
(2)纸带在橡皮条的作用下做加速运动,橡皮条做功完毕,则速度达到最大,此后做匀速运动; (3)利用橡皮筋探究功与速度变化关系的实验时,应选取几条完全相同的橡皮筋,为使它们每次做的功相同,橡皮筋拉伸的长度必要保持一致;小车的运动是先加速后匀速,最后匀速的速度为最大速度,即为所求速度.
解:(1)小车下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力,要使拉力等于合力,则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力,故可以将长木板的一段垫高;
(2)纸带在橡皮条的作用下做加速运动,橡皮条做功完毕,则速度达到最大,此后做匀速运动; (3)A、橡皮筋完全相同,通过增加橡皮筋的条数来使功倍增,因此不需要计算橡皮筋每次对小车做功的具体数值,故A错误;
B、该实验中利用相同橡皮筋形变量相同时对小车做功相同,通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加,这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难.故B正确;
C、橡皮筋伸长的长度在逐渐较小,所以弹力也在逐渐减小,小车作加速度减小的加速运动,在橡皮筋恢复原长后,小车受力平衡,将做匀速直线运动,此后弹力不做功.故C错误;
D、橡皮筋的弹性势能与弹簧的弹性势能相似,满足关系:EP?两倍,橡皮筋对小车做功增加为原来的四倍,故D错误; 故选B
故答案为(1)平衡摩擦力;(2)后面均匀部分;(3)B 【点评】
12k??x?,所以把橡皮筋拉伸为原来的2本题关键是结合探究功与速度变化关系的实验原理进行分析,注意该实验中需要测量是小车的最大速度即最后的速度大小.
四、解答题:本题共4题,每题5分,共20分 19.(1)1m/s;(2)13m/s;(3)70N. 【解析】 【分析】
(1)在C处,小环由重力提供向心力,由牛顿第二定律求小环在C处时的速度大小; (2)从B运动到C的过程,由机械能守恒定律求小环在B处时的速度大小; (3)小环从A运动到B的过程,运用动能定理可求得恒力F的大小. 【详解】
2vC (1)在C处小环仅在重力作用下做圆周运动,有 mg=mR得 vC=gR?10?2.5=1m/s
(2)小环由B运动到C的过程中只有重力做功,机械能守恒,以B点势能零点,则
1212mvB?mgR?mvC 22解得 vB=13m/s (3)小环从A运动到B的过程,小环受力情况如图所示.设AB间距离为S,由动能定理得
FScosα﹣fS﹣mgS=
12mvB 2其中 f=μN=μFsin37° 代入数值解得 F=70N 【点睛】
本题涉及力在空间的效果,在轨道光滑时要考虑机械能守恒,在有F作用时,要考虑动能定理.第3小题
也可以根据牛顿第二定律和运动学公式结合解答. 20.(1)150m (1)15m/s。 【解析】 【详解】
(1)108km/h=30m/s。
v2静摩擦力提供向心力,?mg?m,解得最小半径r=150m。
rv2 (1)路面造得外高内低时,重力与支持力的合力恰好提供向心力:mgtan??mR代入数据得:v=15m/s。 21.(1)1N(2)【解析】 【分析】 【详解】
(1)由于滑块恰好过C点,则有: m1g=m1
(3)t=1 s ;
从A到C由动能定理得: Fx-m1g·2R=m1vC2-0
代入数据联立解得: F=1 N
(2)从A到D由动能定理得: Fx=m1vD2
代入数据解得: vD=5 m/s
(3)滑块滑到木板上时,对滑块: μ1m1g=m1a1, 解得:
a1=μ1g=3 m/s2 对木板有:
μ1m1g-μ2(m1+m2)g=m2a2,