题目内容
【题目】如图所示,一质量M=0.8kg的小车静置于光滑水平地面上,其左侧用固定在地面上的销钉挡住。小车上表面由光滑圆弧轨道BC和水平粗糙轨道CD组成,圆弧轨道BC与水平轨道CD相切于C处,圆弧BC所对应的圆心角θ=37°、半径R=5m,CD的长度l=6m。质量m=0.2kg的小物块(视为质点)从某一高度处的A点以大小v0=4m/s的速度水平抛出,恰好沿切线方向从B点进入圆弧轨道,物块恰好不滑离小车。取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,空气阻力不计。求:
(1)物块滑到圆弧轨道的C点时对圆弧轨道的压力大小N;
(2)物块与水平轨道CD间的动摩擦因数。
【答案】(1)3.8N;(2)0.3
【解析】
(1)设物块通过B点时的速度大小为,由平抛运动的规律有
物块从B点到C点的过程中,由机械能守恒定律有
设物块滑到C点时受到圆弧轨道的支持力大小为F,有
解得
,
由牛顿第三定律可知
(2)设物块到达轨道CD的D端时的速度大小为,由动量守恒定律有:
由功能关系有
解得
【题目】某同学利用如图装置“探究加速度与力、质量的关系”
⑴本实验采用的物理思想方法是(_________)
A.等效替代法 B.控制变量法 C.直接比较法 D.理想实验法
⑵实验中小车质量应________沙和沙桶的总质量(选填“远大于”、“远小于”或“等于”);
⑶该同学实验中打出如图2一条纸带,计时器打点的时间间隔为0.02s,从比较清晰的点起,每5个点取1个计数点,量出相邻两个计数点之间的距离分别为:OA=1.20cm,AB=1.50cm,BC=1.80cm,CD=2.10cm,则小车的加速度大小为______m/s2 (保留两位有效数字);
⑷在实验中保持小车质量不变,改变沙和沙桶的总质量,测得沙和沙桶的总重力F和加速度a的数据如下表:
F/N | 0.15 | 0.30 | 0.48 | 0.62 | 0.74 |
a/(ms﹣2) | 0.05 | 0.16 | 0.30 | 0.40 | 0.49 |
①根据测得的数据,在图3中作出 a - F 图象____;
②根据图1可知a – F 图象未过坐标原点的原因可能是_______________;