题目内容
【题目】在学校组织的趣味运动会上,某科技小组为大家提供了一个寓学于乐的游戏。如图所示,将一质量为0.1kg的小滑块放在O点,用弹射装置由将其静止弹出,球沿着光滑的半环形轨道OA和AB运动,BC段为一段长短可调的粗糙平面,DEFG为接球槽,接槽EF的长度为d=2.5m,DE和FG的高度忽略不计。圆弧OA和AB的半径分别为r=0.2m,R=0.4m,小滑块与BC段的动摩擦因数=0.4,C点离接槽的高度为h=1.25m,水平距离为x=0.5m,g取10m/s2。求:
(1)要使小滑块恰好不脱离圆轨道,小滑块在B位置对半圆轨道的压力多大?
(2)在上一问中,假设小滑块恰好静止在C处,则BC段粗糙水平面长度为多少?
(3)假设轨道长度调节至L′=2m,要使小滑块始终能落入槽中,弹射装置的弹性势能需要满足什么条件?
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
(1)要使小滑块恰好不脱离轨道,对最高点A,由重力提供向心力
解得
小滑块从A到B的过程,根据动能定理
解得
在B点
根据牛顿第三定律,小滑块在B位置对半圆轨道的压力大小为6N
(2)根据动能定理,设BC长度为L,则
解得
(3)由第(1)知为保证能够不脱轨运动至C处,利用动能定理可知,当轨道长度为2m时,设运动到C处的速度为,则
解得
从C飞出后平抛,根据平抛规律有
,
要使小滑块能落入槽中,满足
钢球从C点抛出速度满足
综合考虑,取
根据能量守恒定律
对应弹性势能为应满足
【题目】如图,在 “测定匀变速直线运动加速度”实验中得到的一条纸带上,从O点开始记录几个计数点,依次编为1、2、3、4、5、6,这些相邻的计数点之间还有四个点未画出(打点计时器的电源频率是50Hz),测得s1=1.22cm, s2=2.00cm, s3=2.78cm, s4=3.62cm, s5=4.40cm, s6=5.18cm..试根据纸带求解以下问题:
(1)接通电源与让释放纸带,这两个操作的先后顺序应当是( )
A.先接通电源,后释放纸带 | B.先释放纸带,后接通电源 |
C.释放纸带的同时接通电源 | D.先接通电源或先释放纸带都可以 |
(2)电火花计时器所使用的电源电压是 V
(3)与小车相连的是纸带的 端(选填“左”或“右”);
(4)两相邻计数点间的时间间隔T= s ;
(5)A点处瞬时速度的大小 m/s;
(6)利用逐差法求小车运动加速度的表达式为: ;(请用S1 、S2、…、 S6和T来表示)
(7)求出的加速度的大小为:_ ___m/s2.(保留两位有效数字)