题目内容
【题目】如图所示,在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上,B、C两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知A、B的质量均为m,C的质量为4m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态,释放C后C沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度.求:
(1)斜面倾角α;
(2)B的最大速度v.
【答案】(1)30°(2)2g
【解析】
(1)当物体A刚离开地面时,设弹簧的伸长量为xA,对A有;
此时B受到重力、弹簧的弹力、细线拉力FT三个力的作用,设B的加速度为a,根据牛顿第二定律,对B有:,
对C有:,
当B获得最大速度时,有,由此解得,所以
(2)开始时弹簧压缩的长度为,显然
当物体A刚离开地面时,B上升的距离以及C沿斜面下滑的距离均为
由于,弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等,而且物体A刚离开地面时,B、C两物体的速度相等,设为v,
由机械能守恒定律得,
代入数值解得.
【题目】在用单摆测量重力加速度的实验中:
(1)用游标卡尺测量小钢球的直径,如图1所示,小球的直径为_____mm.
(2)某同学的如下实验操作中正确的是_____。
①把单摆从平衡位置拉开约5°释放
②在摆球经过最低点时启动秒表计时
③用秒表记录摆球一次全振动的时间作为周期
(3)下表是用单摆测定重力加速度实验中获得的有关数据,利用数据,在如图2所示的坐标纸中描出l﹣T2图象_____.
摆长l(m) | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.2 |
周期T2(s2) | 1.6 | 2.2 | 2.4 | 3.2 | 4.0 | 4.8 |
(4)利用图象,求得重力加速度g=_____m/s2(结果保留三位有效数字)。