题目内容
【题目】如图所示,固定的光滑平台左端固定有一光滑的半圆轨道,轨道半径为R,平台上静止放着两个滑块A、B,其质量mA=,mB=m,两滑块间夹有少量炸药.平台右侧有一小车,静止在光滑的水平地面上,小车质量M=2m,车长L=2R,车面与平台的台面等高,车面粗糙动摩擦因数μ=0.5,右侧地面上有一不超过车面高的立桩,立桩与小车右端的距离为s,且s=R。小车运动到立桩处立即被牢固粘连。点燃炸药后,滑块A恰好能够通过半圆轨道的最高点D,滑块B冲上小车。两滑块都可以看做质点,炸药的质量忽略不计,爆炸的时间极短,爆炸后两个滑块的速度方向在同一水平直线上,重力加速度为g。求:
(1)滑块A在半圆轨道最低点C时受到轨道的支持力FN;
(2)炸药爆炸后滑块B的速度大小;
(3)求滑块B在小车上运动的过程中克服摩擦力做的功W。
【答案】(1)3mg;(2);(3)
【解析】
(1)滑块A做圆周运动,由牛顿第二定律求出速度,应用动能定理分析答题;
(2)炸药爆炸过程A、B组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可以求出B的速度;
(3)B与小车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律、运动学公式与功的计算公式分析答题.
(1)以水平向右为正方向,设爆炸后滑块A的速度大小为VA,
滑块A在半圆轨道运动,设到达最高点的速度为VAD,则
解得:
滑块A在半圆轨道运动过程中,
据动能定理得:
滑块A在半圆轨道最低点:
解得:;
(2) 在A、B爆炸过程,动量守恒。则
得:;
(3) 滑块B滑上小车直到与小车共速,设为
整个过程中,动量守恒:
解得:
滑块B从滑上小车到共速时的位移为
小车从开始运动到共速时的位移为
两者位移之差(即滑块B相对小车的位移)为:
,即滑块B与小车在达到共速时未掉下小车。
由于,物块和小车先达到相对静止,然后一起匀速向前运动,直到小车与立桩碰
撞后小车停止,然后滑块B以向右做匀减速直线运动,设直到停下来发生的位移为 S',
因为 所以,滑块未从小车滑离。
滑块B从滑上小车到共速时克服摩擦力做功为
然后滑块B以V共向右做匀减速直线运动,则直到停下来发生的位移为
滑块B克服摩擦力做功为
。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】某物理实验小组用下列器材进行实验描绘一种特殊元件的伏安特性曲线,所测数据记录在表格中:
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
U/V | 0 | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2.0 | 2.4 | 2.6 | 2.8 | 3.0 |
I/mA | 0 | 0.9 | 2.2 | 4.2 | 6.7 | 11.9 | 19.0 | 23.8 | 30.0 | 37.1 |
器材有:
A.待测元件Rx
B.电流表A(0~50mA,内阻约为200Ω)
C.电压表V1(0~3V,内阻约为10kΩ)
D.电压表V2(0~6V,内阻约为15Ω)
E.滑动变阻器R1(0~20Ω,2A)
F.滑动变阻器R2(0~200Ω,0.2A)
G.学生电源(直流4V)
H.开关及导线
(1)为了调节方便,尽可能准确测量,电压表应选_______,滑动变阻器应选_______.(填器材序号)
(2)在虚线框内画出实验电路图_____________________.
![](http://thumb.1010pic.com/questionBank/Upload/2019/04/10/10/f0601f63/SYS201904101006418213880647_ST/SYS201904101006418213880647_ST.001.png)
(3)在坐标纸上用描点法画出元件的伏安特性(I~U)曲线______________.