题目内容

如图所示为一固定的游戏轨道，左右两侧的斜直管道PA与PB分别与半径R=1cm的“8”字型圆形管道的低端圆滑连接，处于同一竖直平面内。两斜直管道的倾角相同，高度相同，粗糙程度也相同，管口A、B两处均用光滑小圆弧管连接（其长度不计，管口处切线竖直），管口到低端的竖直高度H2=0.4m，“8”字型管道内壁光滑，整个管道粗细均匀，装置固定在竖直平面内。质量m=0.5kg的小物块从距管口A的正上方H1=5m处自由下落，第一次到达最低点P处时的速度大小为10m/s，此后经管道运动到B处并竖直向上飞出，然后又再次落回，… … ，如此反复。忽略物块进入管口时因碰撞而造成的能损，忽略空气阻力，小物块视为质点，管道内径大小不计，最大静摩擦力大于滑动摩擦力，g取10m/s2。求：

（1）小物块第一次到达“8”字型管道顶端时对管道的作用力F

（2）小物块第一次离开管口B后上升的最高点距管口处的距离h

（3）小物块能离开两边槽口的总次数

(1) mV2/2–mVP2/2 =-4mgR ------------------3分

                  F+mg= mV2/R --------------------------3分

                  联合得：F=4985N ----------------------2分

(2) mg(H1-h)=2Wf --------------------------3分

mVP2/2 = mg(H1+H2)-Wf ------------------3分

或0-mVP2/2 = -mg(H2+h)-Wf

联合得：h=4.2m -----------------------2分

（3）n=mgH1/2Wf=6.25 -----------------------2分

                  故能离开两边槽口的总次数为6次--------2分

练习册系列答案
相关题目
（1）如图所示为一种游标卡尺，它的游标尺上有20个小的等分刻度，总长度为19mm．用它测量某物 体长度时，游标卡尺示数如图所示，则该物体的长度①是
1.050
1.050
 cm．②该游标卡尺读数=
1.0295
1.0295
 cm

（2）在验证牛顿运动定律的实验中有如图（a）所示的装置，小车放在斜面上，车前端拴有不可伸长的细线，跨过固定在斜面边缘的小滑轮与重物相连，小车后面与打点计时器的纸带相连．开始时，小车停在靠近打点计时器的位置，重物到地面的距离小于小车到滑轮的距离．启动计时器，释放重物，小车在重物牵引下，由静止开始沿斜面向上运动，重物落地后，小车会继续向上运动一段距离．打点计时器使用的交流电频率为50Hz．图（b）中a、b、c是小车运动纸带上的三段，纸带运动方向如图箭头所示．

①根据所提供的纸带和数据，计算打c段纸带时小车的加速度大小为
5.0
5.0
m/s2（计算结果保留两位有效数字）．
②打a段纸带时，小车的加速度是2.5m/s2，请根据加速度的情况，判断小车运动的最大速度可能出现在b段纸带中的
D4D5
D4D5
两点之间．
③若重力加速度取10m/s2，由纸带数据可推算出重物m与小车的质量M比为m：M=
1：1
1：1
．
（1）某学生用螺旋测微器在测定某一金属丝的直径时，测得的结果如下左图所示，则该金属丝的直径d=
3.204～3.206
3.204～3.206
mm．另一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如下右图所示，则该工件的长度L=
50.15
50.15
mm．

（2）①在“验证力的平行四边形定则”的实验情况如图所示．其中A为固定橡皮筋的图钉，O为橡皮筋与细绳的结点，OB和OC为细绳．①在实验中，如果只将细绳换成橡皮筋，其它步骤没有改变，那么实验结果是否会发生变化？答：
不变
不变
．（选填“变”或“不变”）
②本实验采用的科学方法是
B
B

A．理想实验法
B．等效替代法
C．控制变量法
D．建立物理模型法
（3）利用打点计时器测定匀加速直线运动的小车的加速度，下图给出了该次实验中，从某点开始，每5个点取一个计数点的纸带，其中1、2、3、4、5、6、7都为记数点．测得：s1=1.40cm，s2=1.90cm，s3=2.38cm，s4=2.88cm，s5=3.39cm，s6=3.87cm．交流电的频率为50Hz．
①在计时器打出点4时，小车的速度分别为：v=
0.26
0.26
m/s．
②小车的加速度为a=
0.50
0.50
m/s2．（两问均保留两位有效数字）
（1）有一位学生用游标尺上标有20等分刻度的游标卡尺测一工件的长度，测得的结果如图所示，则该工件的长度L=
 
cm．
（2）某同学设计了一个研究平抛运动的实验装置，如图2．在水平桌面上放置一个斜面，让钢球从斜面上由静止滚下，钢球滚过桌边后便做平抛运动．在钢球抛出后经过的地方放置一块水平木板，木板由支架固定成水平，木板所在高度可通过竖直标尺读出，木板可以上下自由调节．在木板上固定一张白纸．该同学在完成装置安装后进行了如下步骤的实验：
A．实验前在白纸上画一条直线，并在线上标出a、b、c三点，且ab=bc，如图．量出ab长度L=20.00cm．
B．让钢球从斜面上的某一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中a点，记下此时木板与桌面的高度差h1=h．
C．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中b点，记下此时木板与桌面的高度差h2=h+10.00（cm）．
D．让钢球从斜面上的同一位置由静止滚下，调节木板高度，使得钢球正好击中c点，记下此时木板与桌面的高度差h3=h+30.00（cm）．
则该同学由上述测量结果即可粗测出钢球的平抛初速度大小vo=
 
m/s，钢球击中b点时其竖直分速度大小为vby=
 
m/s．已知钢球的重力加速度为g=10m/s2，空气阻力不计．精英家教网

（1）有一种游标卡尺，与普通游标卡尺不同，它游标尺的刻线看起来就很“稀疏”，使得读数时清晰明了，方便了使用者正确读取数据。如果此游标尺的刻线是将“39mm等分成20份” 那么它的准确度是______mm；用它测量某一物体的厚度，如图所示，正确的读数是______mm

      （2）螺旋测微器的螺距为0．5mm，可动刻度一周共50小格。当测微器螺杆与小砧并拢时，可动刻度的零刻线恰好与固定刻度的中央轴线重合。今使可动刻度旋转90°，则此时测微器的读数为________mm。用它测一螺栓外径时刻度如图乙所示，则其外径为__________mm。

 

㈠(6分)

某同学利用光电门传感器设计了一个研究小物体自由下落时机械能是否守恒的实验，实验装置如图所示，图中A、B两位置分别固定了两个光电门传感器。实验时测得小物体上宽度为d的挡光片通过A的挡光时间为t1，通过B的挡光时间为t2。为了证明小物体通过A、B时的机械能相等，还需要进行一些实验测量和列式证明。

⑴选出下列必要的实验测量步骤

A.用天平测出运动小物体的质量m

B.测出A、B两传感器之间的竖直距离h

C.测出小物体释放时离桌面的高度H

D.用秒表测出运动小物体通过A、B两传感器的时间△t

⑵若该同学用d和t的比值来反映小物体经过A、B光电门时的速度，并设想如果能满足________________________关系式，即能证明在自由落体过程中小物体的机械能是守恒的。

⑶该同学的实验设计可能会引起明显误差的地方是(请写出一种)： _____________。

㈡(12分)物体在空中下落的过程中，重力做正功，物体的动能越来越大，为了“探究重力做功和物体动能变化间的定量关系”，我们提供了如下图的实验装置。

⑴某同学根据所学的知识结合右图设计一个本实验情景的命题：

如图所示，设质量为m（已测定）的小球在重力mg作用下从开始端自由下落至光电门发生的 　①　 ，通过光电门时的　②　，试探究外力做的功　③　与小球动能变化量

④  的定量关系。(请在①②空格处填写物理量的名称和对应符号；在③④空格处填写数学表达式。)

⑵某同学根据上述命题进行如下操作并测出如下数字。

①用天平测定小球的质量为0.50kg；

②用游标尺测出小球的直径为10.0mm；

③用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离为80.80cm；

④电磁铁先通电，让小球             。

⑤　        　，小球自由下落。

⑥在小球经过光电门时间内，计时装置记下小球经过光电门所用时间为2.50×10－3s，由此可算得小球经过光电门时的速度为　    　m/s。

⑦计算得出重力做的功为　   　J，小球动能变化量为　      J。(g取10m/s2，结果保留三位有效数字)

⑶试根据在⑵条件下做好本实验的结论：　                 。

 

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