(1)根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知,滑块通过光电门1的瞬时速度为:v1?d,通过光电t1门2的瞬时速度为:v2?d,(2)拉力做功等于动能的变化量,则有:t2111?d2d2?22FL?Mv2?Mv1?M?2?2?,(3)该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小,不是将砝
222?t2t1?码和砝码盘的重力作为小车的拉力,故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量. 【点睛】
本题中拉力等于滑块所受的合力,探究拉力做功与动能变化量的关系,拉力通过传感器得出,不需要用砝码盘和砝码的重力表示,则不需要满足砝码盘和砝码的质量远小于滑块的质量. 18. C
① 倾斜角度过大,没有平衡好摩檫力
【解析】(1) 平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动,让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力,所以平衡时应为:将不带滑轮的木板一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动,故应选C;
(2) 由匀变速运动的规律得: s4-s1=3aT2 s5-s2=3aT2 s6-s3=3aT2
联立得:(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)=9aT2 解得:
;
(3) 由图象可知,①图象中,当F=1时,a≠1.也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度,该同学实验操作中平衡摩擦力过大,即倾角过大,平衡摩擦力时木板的右端垫得过高.所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的,所以图象不过原点的原因为平衡摩擦力过大。 四、解答题:本题共4题,每题5分,共20分
4?2(R?h)3gR219. (1)上面的结果是错误的,地球的半径R在计算过程中不能忽略 M? ;(2)M?
GT22G4?2r3M?
GT12【解析】 【详解】
(1)上面的结果是错误的,地球的半径R再计算过程中不能忽略.
Mm2?24?2(R?h)3?m()(R?h)得M? 正确的解法和结果:由G2(R?h)2T2GT2(2)方法一:对空间站绕地球做圆周运动,由
得
MmgR2 方法二:在地面重力近似等于万有引力,由G2?mg得M?RG220.(1)g??15m/s(2)星球质量是地球质量的6倍
【解析】 【详解】
(1)星球表面平拋物体,水平方向匀速运动: vx?v0?10m/s
竖直方向自由落体
2'vy?2g'h(vy?2gh)
(或vy?g?t,h?因为
1g't2 ) 2tan??vyvx?3 2解得g??15m/s
(2)对地球表面的物体m,其重力等于万有引力:
mg?GM地m R地2对星球表面的物体m,其重力等于万有引力:
mg??GM星m R星2M星?6 M地所以星球质量是地球质量的6倍 21.(1)v?【解析】
gR (2)h?3gR2T2?R 24?【详解】
v2(1)根据mg?m得地球的第一宇宙速度为:
Rv?gR.
(2)根据万有引力提供向心力有:
Mm4?2G?m?R?h?2, (R?h)2T又GM?gR,
2解得:h?3gR2T2?R . 24?22.(1)2.0m/s (2)6.0N (3)0.50J 【解析】 【详解】
(1)因滑块恰能通过C点,对滑块在C点,根据牛顿第二定律有:mg=m,代入数据解得:vC=2m/s,
对于滑块从B点到C点的过程,根据机械能守恒定律有:mvB2=mvC2+2mgR,
滑块在B点受重力mg和轨道的支持力FN,根据牛顿第二定律有FN-mg=m, 代入数据解得:FN=6mg=6.0N,
根据牛顿第三定律可知,滑块在B点时对轨道的压力大小FN′=6.0N. (2)滑块从A点滑至B点的过程中,根据动能定理有: mgh-W阻=mvB2-0, 代入解得:W阻=0.5J. 【点睛】
本题考查了求压力、克服摩擦力做功,分析清楚滑块运动过程、知道物体恰能经过最高点的的条件,应用机械能守恒定律、牛顿第二定律与动能定理即可正确解题.