(1)实验中,为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,先调节长木板上滑轮的高度,使细线与长木板平行,接下来还需要进行平衡摩擦力的操作,下列操作正确的是______________。
A.将长木板水平放置,调节沙和沙桶的总质量m的大小,轻推小车,让小车做匀速运动。 B.将长木板没有滑轮的一端垫起适当的高度,撤去沙和沙桶,轻推小车,让小车做匀速运动。
(2)在实验中,当m_________M(填“>>”或“=”或“<<”)时,可认为绳子拉力等于沙和沙桶的重力。 (3)图乙是实验中得到的一条纸带,O、A、B、C、D、E、F、G为8个相邻的计数点,相邻的两个计数点之间还有四个点未画出,已知打点计时器的工作频率为50Hz.该同学计划利用v-t图象计算小车的加速度.首先用刻度尺进行相关长度的测量,其中CE的测量情况如图丙所示,由图可知CE长为________cm,依据此数据计算打点计时器打下D点时小车的速度为________m/s.此时小车的动能为________J,用此方法可以求出打下个计数点时小车的动能,从C到E恒力对小车做的功为________J(该空结果保留3位有效数字,g?9.8m/s)把此值于C到E动能变化量进行比较即可得到实验结论。
2
(4)实验中发现恒力做功始终比动能增量略小,可能原因是___________-。 A.平衡摩擦力时斜面倾斜过度造成 B.平衡摩擦力时斜面倾斜不够造成 C.砂与沙桶重力当成绳子拉力造成 三、计算题
16.如图所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO'转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分辨为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半,内壁上有一质量为m的小物块,求:
(1)当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到摩擦力和支持力的大小;
(2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其所受的摩擦力为零时,筒转动的角速度。
17.“抛石机”是古代战争中常用的一种设备,如图所示,为某学习小组设计的抛石机模型,其长臂的长度L=2cm,开始时处于静止状态,与水平面间的夹角α=37°,将质量为m=10.0kg的石块装在长臂末端的口袋中,对短臂施力,当长臂转到竖直位置时立即停止转动,石块被水平抛出,已知在此过程中抛石机对石块做功为1445J,不计空气阻力,重力加速度g?10m/s,sin37??0.60,cos37??0.80,求:
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(1)石块水平抛出的速度大小v0; (2)落地位置与抛出位置间的水平距离。
18.如图所示,一质量m=1.0kg的滑块(可视为质点)静止于动摩擦因数μ=0.1的水平轨道上的A点,现对滑块施加一水平外力,使其向右运动,外力的功率恒为P=10.0W.经过一段时间后撤去外力,滑块继续滑行至B点后水平飞出,恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道CDM,恰好能过轨道的最高点M,已知轨道AB的长度L=2.0m,半径OC和竖直方向的夹角α=60°,圆形轨道的半径R=2.5m,(空气阻力可忽略,重力加速度g?10m/s),求:
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(1)滑块运动到C点时速度vC的大小; (2)B、C两点的水平距离x; (3)水平外力作用在滑块上的时间t。
参考答案
一、选择题(共13小题,每题4分,共5。其中1~9题,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正..确;10~13题,在每小题给出的四个选项中有两个或两个以上的选项正确.全部选对的得4分,选不全......的得,有选错或不选的得0分。) 1 C 2 C 3 B 4 D 5 C 6 B 7 B 8 D 9 B 10 BD 11 CD 12 AC 13 BD 二、实验题(共16分,其中14题6分,15题10分) 14.(1)0.2(2)3(3)5(
15.(1).B;(2)<<;(3).10.60(10.59~10.61都可);0.53;0.028;1.04×10-2 (4)A。 三、计算题(共34分,其中16题8分;17题10分;18题14分) 16.解:
(1)由平衡条件可知,N?mgcos??mg(2)物块受力如图,由牛顿第二定律知
RR?H22,f?mgsin??mgHR?H22
mgtan??m?2R1,解得??2gH 2R12mv0 ,解得:v0=15m/s 212gt,解得:x=12m 217.解:(1)石块在最高点离地面的高度:h=L+Lsinα=2×(1+0.6)m=3.2m 长臂从初始位置转到竖直位置过程,由动能定理得:W?mgh?(2)石块飞出后做平抛运动,有:水平方向x=v0t,竖直方向h?2vM18.解:(1)滑块运动到M点时,由牛顿第二定律得m?mg
R滑块由C点运动到M点的过程,由机械能守恒定律得mgR(1?cos?)?联立解得vC=10m/s
(2)滑块在C点时,速度的竖直分量为vy=vCsinα=53m/s 滑块由B运动到C所用的时间为ty=
1212mvM?mvC 22vyg?3 2滑块运动到B点时的速度为vB=vCcosα=5m/s
B、C间的水平距离为x=vBty=53m 2(3)滑块由A点运动到B点的过程,由动能定理得Pt-μmgL=
12mvB,解得t=1.45s 2