题目内容
【题目】如图甲所示,半径为R=0.2m的四分之一光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道最低点B与水平面相切,在光滑水平面上紧挨B点有一静止的平板车,其质量M=6kg,长度L=0.5m,车的上表面与B点等高,可视为质点的物块从圆弧轨道最高点A由静止释放,其质量m=2kg,g取10m/s2.
(1)求物块滑到B点时对轨道压力的大小;
(2)若平板车上表面粗糙,物块刚好没有滑离平板车,求物块与平板车上表面间的动摩擦因数;
(3)若将平板车固定且在上表面铺上一种动摩擦因数逐渐增大的特殊材料,物块在平板车上向右滑动时,所受摩擦力f随它距B点位移L的变化关系如图乙所示,物块最终滑离了平板车,求物块滑离平板车时的速度大小.
【答案】(1)60N(2)0.3(3)
【解析】
(1)物块从圆弧轨道A点滑到B点的过程中,只有重力做功,其机械能守恒,由机械能守恒定律得:,
代入数据解得:vB=2m/s
在B点,由牛顿第二定律得:
代入数据解得:FN=60N,
由牛顿第三定律可知,物块滑到轨道B点时对轨道的压力:FN′=FN=60N.
(2)物块滑上小车后,由于水平地面光滑,系统的合外力为零,所以系统的动量守恒.以向右为正方向,由动量守恒定律得: ,代入数据解得v =0.5m/s;
由能量关系:
解得: =0.3
(3)物块在小车上滑行时的克服摩擦力做功为f-L图线与横轴所围的面积大小.克服摩擦力做功为:,
物块在平板车上滑动过程,由动能定理得:
代入数据解得:;
【题目】(9分)某同学用如图所示的实验装置来验证“力的平行四边形定则”。弹簧测力计A挂于固定点P,下端用细线挂一重物M。弹簧测力计B的一端用细线系于 O点,手持另一端向左拉,使结点O静止在某位置。分别读出弹簧测力计A和B的示数,并在贴于竖直木板的白纸上记录O点的位置和拉线的方向。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图中A的示数为_______N。
(2)下列不必要的实验要求是_________。(请填写选项前对应的字母)
A.应测量重物M所受的重力 |
B.弹簧测力计应在使用前校零 |
C.拉线方向应与木板平面平行 |
D.改变拉力,进行多次实验,每次都要使O点静止在同一位置 |
(3)某次实验中,该同学发现弹簧测力计A的指针示数稍稍超出量程,请你提出一个解决办法。