题目内容

如图所示,一个小球从光滑斜面上无初速度滚下,然后进入一个半径为0.5m的光滑圆形轨道的内侧,小球恰能通过轨道的最高点,则小球下滑的高度h为______m,通过最低点时小球的向心加速度为______m/s2.(g=10m/s2
小球恰好能通过最高点,在最高点,由重力提供向心力,设最高点的速度为v,则有:
mg=m
v2
r

得:v=
gr
=
10×0.5
m/s=
5
m/s
从开始滚下到轨道最高点的过程,由机械能守恒定律得:
mgh=2mgr+
1
2
mv2

联立得:h=
5
2
r
=
5
2
×0.5
m=1.25m
从开始滚下到轨道的过程,由机械能守恒定律得:
mgh=
1
2
mv2
,得:v′2=2gh
在最低点,小球的向心加速度为 a=
v2
r
=
2gh
r
=
2×10×1.25
0.5
m/s2=50m/s2
故答案为:1.25,50
练习册系列答案
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用如图1所示实验装置验证机械能守恒定律.水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为m,遮光片两条竖边与导轨垂直;导轨上B点处有一光电门,测得遮光片经过光电门时的挡光时间为t,用d表示A点到导轨底端C点的距离,h表示A与C的高度差,b表示遮光片的宽度,s表示A、B两点间的距离.将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,用g表示重力加速度.完成下列填空和作图:
 
(1)若将滑块自A点由静止释放,则在滑块从A运动至B的过程中,滑块、遮光片组成的系统重力势能的减小量表示为△EP=______.动能的增加量表示为△Ek=______.在滑块运动过程中若机械能守恒,则与s的关系式为=______.
(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A点)下滑,测量相应的s与t值,结果如下表所示:
1 2 3 4 5
s/m 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40
t/ms 8.22 7.17 6.44 5.85 5.43
/104s-2 1.48 1.95 2.41 2.92 3.39
以s为横坐标,为纵坐标,在如图2的坐标纸中已经描出2、3、4数据点;请描出第1和第5个数据点,并根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率:k=______×104m-1?s-2(保留3位有效数字).实验中,除了必须测量g、d和h的数值外,还应测量______的数值,并用上述测量量表达k0=______,计算出k0的值,然后将k和k0进行比较,若其差值在实验误差允许的范围内,则可认为此实验验证了机械能守恒定律.

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