题目内容
【题目】如图所示,质量为m的小球自由下落d后,沿竖直面内的固定轨道ABC运动,AB是半径为d的光滑圆弧,BC是直径为d的粗糙半圆弧(B是轨道的最低点).小球恰好能运动到C点,重力加速度为g.求:
(1)小球运动到B处时对轨道的压力大小
(2)小球在BC上运动过程中,摩擦力对小球做的功.
【答案】(1)小球运动到B处时对轨道的压力大小为5mg
(2)小球在BC上运动过程中,摩擦力对小球做的功为mgd
【解析】
试题对AB过程由机械能守恒定律可求得B点的速度;由向心力公式及牛顿第二定律可求得轨道压力;对全程由动能定理可求得C点的速度及克服摩擦力所做的功.
解:小球下落到B的过程:mυ2=2mgd
解得:v=
在B点:T﹣mg=
得:T=5mg
根据牛顿第三定律可:Tˊ=T=5mg;
在C点:mg=
解得:
小球从B运动到C的过程:mυc2﹣mυ2=﹣mgd+Wf
解得:Wf=﹣mgd;
(1)小球运动到B处时对轨道的压力大小为5mg
(2)小球在BC上运动过程中,摩擦力对小球做的功为mgd
【题目】(6分)物理小组在一次探究活动中测量滑块与木板之间的动摩擦因数。实验装置如图,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。打点计时器使用的交流电源的频率为50 Hz。开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点。
(1)上图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a= (保留三位有效数字)。
(2)回答下列两个问题:
为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有 。(填入所选物理量前的字母)
A.木板的长度l |
B.木板的质量m1 |
C.滑块的质量m2 |
D.托盘和砝码的总质量m3 |
E.滑块运动的时间t
滑块与木板间的动摩擦因数= (用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).