题目内容
【题目】如图所示,一辆可视为质点的汽车以恒定的速率驶过竖直面内的凸形桥。已知凸形桥面是圆弧形柱面,半径为R,重力加速度为g.则下列说法中正确的是( )
A. 汽车在凸形桥上行驶的全过程中,其所受合力始终为零
B. 汽车在凸形桥上行驶的全过程中,其所受合外力始终指向圆心
C. 汽车到桥顶时,若速率小于,则不会腾空
D. 汽车到桥顶时,若速率大于,则不会腾空
【答案】BC
【解析】
明确汽车的运动为匀速圆周运动,根据其运动性质和受力特点分析其力的变化;根据牛顿运动定律得到汽车对桥的压力的关系式,分析速度增大时,压力如何变化,找到临界条件和对应的现象.
A、B、汽车以恒定的速率驶过竖直面内的凸形桥,则汽车做匀速圆周运动,汽车受到的合力提供向心力,,故所受合外力不为零而是指向圆心;故A错误,B正确.
C、D、当汽车通过凸形桥最高点时,,而,即时,刚好于桥面无挤压,是飞离桥面的临界情况,则汽车的速度小于时不会分离;而汽车的速度大于时会分离;故C正确,D错误.
故选BC.
【题目】某同学在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中,所用交流电的周期为T =0.02s。打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况,在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点。其相邻点间的距离(可依次用字母x1、x2、x3、x4、x5、x6表示)如图所示,每两个相邻的计数点之间还有4个打印点未画出。
(1)试根据纸带上各个计数点间的距离,计算出打下B、F两个点时小车的瞬时速度,并将这两个速度值填入下表(要求保留2位有效数字)。
速度 | vB | vC | vD | vE | vF |
数值(m/s) | 0.50 | 0.61 | 0.73 |
(2)将B、C、D、E、F各个时刻的瞬时速度标在直角坐标系中,并画出小车的瞬时速度随时间变化的关系图线。
(3)可由所画v—t图像求出小车加速度为____________m/s2(计算结果要求:保留小数点后面二位数字)。
(4)本题亦可不利用v—t图像求小车加速度,请写出计算小车加速度的表达式:
(用字母x1、x2、x3、x4、x5、x6和T表示)。