题目内容
【题目】如图所示,处于原长的轻质弹簧放在固定的光滑水平导轨上,左端固定在竖直的墙上,右端与质量为mB=2kg的滑块B接触但不连接,此时滑块B刚好位于O点。光滑的水平导轨右端与水平传送带理想连接,传送带长度L=2.5m,皮带轮沿顺时针方向转动,带动皮带以恒定速率v=4.0m/s匀速传动。现用水平向左的推力将滑块B缓慢推到M点(弹簧仍在弹性限度内),当撤去推力后,滑块B沿轨道向右运动,滑块B脱离弹簧后以速度vB=2.0m/s向右运动,滑上传送带后并从传送带右端Q点滑出落至地面上的P点。已知滑块B与传送带之间的动摩擦因数μ=0.10,水平导轨距地面的竖直高度h=1.8m,重力加速度g取10m/s2。
求:(1)水平向左的推力对滑块B所做的功W;
(2)滑块B从传送带右端滑出时的速度大小;
(3)滑块B落至P点距传送带右端的水平距离。
【答案】(1)4J (2)3m/s (3)1.8m
【解析】
试题(1)设滑块B脱离弹簧时推力对B所做的功为W,根据动能定理,有:
(2分)
(2)滑块B滑上传送带后做匀加速运动,设滑块B从滑上传送带到速度达到传送带的速度v所用的时间为t,加速度大小为a,在时间t内滑块B的位移为x,
根据牛顿第二定律和运动学公式得:(1分)
(1分)
(1分)
解得:(1分)
即滑块B在传送带上一直做匀加速运动,设滑出时的速度为
由
解得:(1分)
(3)由平抛运动的规律,则有:
(1分)
(1分)
解得:(1分)
【题目】甲乙两位同学利用穿过打点计时器的纸带来记录小车的运动,打点计时器所用电源的频率为50 Hz。
(1)实验后,甲同学选择了一条较为理想的纸带,测量数据后,通过计算得到了小车运动过程中各计时时刻的速度如表格所示。
位置编号 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
时间:t/s | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
速度:v/m·s-1 | 0.42 | 0.67 | 0.92 | 1.16 | 1.42 | 1.67 |
分析表中数据,在误差允许的范围内,小车做________运动;由于此次实验的原始纸带没有保存,该同学想估算小车从位置0到位置5的位移,其估算方法如下:
x=(0.42×0.1+0.67×0.1+0.92×0.1+1.16×0.1+1.42×0.1)m,
那么,该同学得到的位移________(选填“大于”、“等于”或“小于”)实际位移。
(2)乙同学的纸带如图所示,按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6七个计数点,每相邻的两计数点间都有四个点未画出。用刻度尺量出1、2、3、4、5、6点到0点的距离如图所示(单位:cm)。由纸带数据计算可得计数点3所代表时刻的瞬时速度大小v3=___ m/s,小车的加速度大小a=____ m/s2。