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OAAB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=2.5mDEFG的高度忽略不计。圆弧OAAB的半径分别为r=0.2mR=0.4m,小滑块与BC段的动摩擦因数=0.4C点离接槽的高度为h=1.25m,水平距离为x=0.5mg10m/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AB的过程,根据动能定理

解得

B

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

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

练习册系列答案
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【题目】用图1所示的实验装置研究小车速度随时间变化的规律。

主要实验步骤如下:

安装好实验器材。接通电源后,让拖着纸带的小车沿长木板运动,重复几次。

选出一条点迹清晰的纸带,找一个合适的点当作计时起点Ot=0),然后每隔0.1s选取一个计数点,如图2ABCDEF……所示。

通过测量、计算可以得到在打ABCDE……点时小车的速度,分别记作v1v2v3v4v5……

以速度v为纵轴、时间t为横轴建立直角坐标系,在坐标纸上描点,如图3所示。结合上述实验步骤,请你完成下列问题:

(1)在下列仪器和器材中,还必须使用的有_______________(填选项前的字母)。

A.电压合适的50Hz交流电源

B.电压可调的直流电源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(含砝码)

(2)对应的坐标点,并画出vt图像________

(3)观察vt图像,可以判断小车做匀变速直线运动,其依据是______。根据vt图像计算出小车的加速度a=_______m/s2。(保留两位有效数字)

(4)利用该装置也可以完成“探究动能定理”的实验。实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力。正确操作方法是把长木板右端垫高,在不挂重物且_________(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车,若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响。

A.计时器不打点

B.计时器打点

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