题目内容
【题目】图甲为竖直放置的离心轨道，其中圆轨道的半径r=0.10m，在轨道的最低点A和最高点B各安装了一个压力传感器（图中未画出），小球（可视为质点）从斜轨道的不同高度由静止释放，可测出小球在轨道内侧通过这两点时对轨道的压力FA和FB。g取10m/s2。
（1）若不计小球所受阻力，且小球恰能过B点，求小球通过A点时速度vA的大小；
（2）若不计小球所受阻力，小球每次都能通过B点，FB随FA变化的图线如图乙中的a所示，求小球的质量m；
（3）若小球所受阻力不可忽略，FB随FA变化的图线如图乙中的b所示，求当FB=6.0N时，小球从A运动到B的过程中损失的机械能
。
【答案】（1）vA=
m/s （2）m=0.1kg （3）ΔE=0.2J
【解析】
试题（1）若小球恰能通过B点，设此时小球质量为m，通过B时的速度为vB。
根据牛顿第二定律有
根据机械能守恒定律有
所以
（2）根据第（1）问及图乙可知：当小球通过A点时的速度
时，小球对轨道压力的大小FA1=6N。设小球通过A点时，轨道对小球支持力的大小为FA2根据牛顿运动定律有FA1=FA2，且
所以 m=0.1kg
（3）根据图乙可知：当小球通过B点时，若小球对轨道压力的大小FB=6.0N，则小球通过A点时对轨道压力的大小FA=16N。设轨道对小球通过A、B时支持力的大小分别为FA’、FB’，速度分别为vA’、vB’。根据牛顿运动定律有FA’=FA，且
；
FB’=FB，且
在小球从A运动到B的过程中，根据功能原理又有:
所以
【题目】某同学利用图示装置，验证以下两个规律：
①两物块通过不可伸长的细绳相连接，沿绳方向分速度大小相等；
②系统机械能守恒。
P、Q、R是三个完全相同的物块，P、Q用细绳连接，放在水平气垫导轨上。物块R与轻质滑轮连接，放在细绳正中间，三个光电门分别放置于a、b、c处，调整三个光电门的位置，能实现同时遮光。最初细线水平，现将三个物块由静止释放。（忽略R上的挡光片到轻质滑轮间的距离）
（1）为了能完成实验目的，除了记录P、Q、R三个遮光片的遮光时间t1、t2、t3外，还必需测量的物理量有__________（多选）；
A．P、Q、R的质量M |
B．两个定滑轮间的距离d |
C．R的遮光片到c的距离H |
D．遮光片的宽度x |
（2）根据装置可以分析出P、Q的速度大小相等，则验证表达式为_______________；
（3）若要验证物块R沿绳方向分速度与物块P速度大小相等，则验证表达式为____________；
（4）若已知当地重力加速度g，则验证系统机械能守恒的表达式为____________________。
