题目内容
【题目】如图,在竖直平面内有一个半径为R的光滑圆弧轨道,半径OA竖直、OC水平,一个质量为m的小球自C点的正上方P点由静止开始自由下落,从C点沿切线进入轨道,小球沿轨道到达最高点A时恰好对轨道没有压力。重力加速度为,不计一切摩擦和阻力。求:
(1)小球到达轨道最高点A时的速度大小;
(2)小球到达轨道最低点B时对轨道的压力大小。
【答案】(1)(2)
【解析】试题分析:(1) 设小球在A点速度大小为,小球到达A点由重力提供向心力得:
①………………………………………………2分
可得: ……………………………………………………2分
设小球在B点速度大小为,从B到A由机械能守恒得:
②………………………………………2分
在B点由牛顿第二定律可得: ③ ……………… 2分
由①②③计算可得: ……………………………………………1分
在B点,小球对轨道的压力为,由牛顿第三定律可得:
④………………………………………1分
【题目】某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔0.05s 闪光一次,用毫米刻度尺测得相邻两个时刻小球上升的高度分别为s1=26.3cm,s2=23.68cm,s3=21.16cm,s4=18.66cm,s5=16.04cm,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表所示(当地重力加速度g=9.80m/s2,小球质量m=0.10kg):
时刻 | ||||
速度(m/s) | 4.48 | 3.98 | 3.47 |
(1)上面测量高度的五个数据中不符合有效数字读数要求的是 段,应记作 cm;
(2)由频闪照片上的数据计算t2时刻小球的速度=__________m/s;(计算结果保留三位有效数字)
(3)从t2到t5时间内,重力势能增量=_________J,动能减少量=________J;(计算结果保留三位有效数字)
(4)在误差允许的范围内,若与近似相等,从而验证了机械能守恒定律。由上述计算所得_____(选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是 。