题目内容
如图甲所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点,将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止下滑,用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力N,改变H的大小,可测出相应的N的大小,N随H的变化关系如图乙折线PQI所示(PQ与QI两直线相连接于Q点),QI反向延长交纵轴于F点(0,5.8N),重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小物块的质量m;
(2)小物块与斜面AD间的动摩擦因数μ。
(1)0.5kg;(2) 0.3
解析试题分析:(1)当H=0时,由图象的P点知:N=mg=5N m=0.5kg
(2)当物块从D点静止下滑,由图象PQ可知,h=0.2m,N1=7N
;解得R=1m
,
如果物块由斜面上高H处静止滑下,
mgH-μmgcosθ=mv22
N2-mg=mv22/R
由FQI图象的F点知
当H=0时,N2=5.8 (图象中别的点也可)
代入,解得μ=0.3.
考点:动能定理、圆周运动等。
练习册系列答案
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探究能力是物理学研究的重要能力之一,物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能,转动动能的大小与物体转动的角速度有关,为了研究砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系,某同学采用了下述实验方法进行探究:先让砂轮由动力带动匀速旋转,测得其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,由于克服转轴间摩擦力做功,砂轮最后停下,测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数n,通过分析实验数据,得出结论。经实验测得的几组ω和n如下表所示:
ω/rad?s-1 | 0.5 | 1 | 2 | 3 | 4 |
n | 5.0 | 20 | 80 | 180 | 320 |
Ek/J | | | | | |
另外已测得砂轮转轴的直径为1 cm,转轴间的摩擦力为
(1)计算出砂轮每次脱离动力的转动动能,并填入上表中。
(2)由上述数据推导出砂轮转动动能与角速度的关系式为________________。