题目内容

(10分)如图所示,在竖直平面内有一半径为R的半圆轨道与一斜面轨道平滑连接,A、B连线竖直.一质量为m的小球自P点由静止开始下滑,小球沿轨道运动到最高点B时对轨道的压力大小为mg.已知P点与轨道最高点B的高度差为2R,求小球从P点运动到B点的过程中克服摩擦力做了多少功?

试题分析:分析运动过程知,只有重力和摩擦力做功,
且:                (2分)
又小球运动到B点时对轨道的压力为mg,可得:

              (3分)
整个运动过程运用动能定理:  
                     (3分)


即,小球克服摩擦力做功为            (2分)
练习册系列答案
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(1)某同学用如图甲所示的装置来探究动能定理.

①实验时为了保证小车受到的合力与钩码的总重力大小基本相等,钩码的总质量应满足的实验条件是______,实验时首先要做的步骤是____________.
②挂上适当的钩码后小车开始做匀加速直线运动,用打点计时器在纸带上记录其运动情况.图乙是实验时得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E、F是计数点.本实验能测出的物理量有:小车的质量M,钩码的总质量m,各计数点间的距离△xn.已知相邻计数点间的时间间隔为T,重力加速度为g.则打点计时器打出B点时小车的速度为______,对于BE段,小车合外力做的功与动能变化间的关系式为______.(均用题中所给的字母表示)
(2)在“验证机械能守恒定律”的实验中,利用重锤拖着纸带自由下落,通过打点计时器并打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.
①在实验过程中,下列说法正确的是:______.
A.必须使用的测量仪器有:打点计时器、天平和刻度尺
B.打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上
C.实验中其他条件相同时,选用重锤质量的大小不影响实验的误差
D.实验时先释放纸带,在接通电源
②按安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图1所示.图1中O点为打点起始点,且速度为零.

选取纸带上打出的连续点A、B、C、…,测出其中E、F、G点距打点起始点O的距离分虽为h1、h2、h3,已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T.为难此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从打下O点到打下F点的过程中,重锤重力热能的减少量△EP=______,动能的增加量△EK=______(用题中所给字母表示).
③以各点到起始点的距离h为横坐标,以各点速度的平方v2为纵坐标建立直角坐标系,用实验测得的数据绘出v2-h图线,如图2所示.从v2-h图线求得重锤下落的加速度g′=______m/s2.(保留3位有效数字)

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