题目内容

【题目】如图所示,AB段为一半径R=0.2 m的光滑圆弧轨道,EF是一倾角为30°的足够长的光滑固定斜面,斜面上有一质量为0.1 kg的薄木板CD,开始时薄木板被锁定.一质量也为0.1 kg的物块(图中未画出)从A点由静止开始下滑,通过B点后水平抛出,经过一段时间后恰好以平行于薄木板的方向滑上薄木板,在物块滑上薄木板的同时薄木板解除锁定,下滑过程中某时刻物块和薄木板能达到共同速度.已知物块与薄木板间的动摩擦因数为μ=.(g=10 m/s2,结果可保留根号)求:

(1)物块到达B点时对圆弧轨道的压力大小;

(2)物块滑上薄木板时的速度大小;

(3)达到共同速度前物块下滑的加速度大小及从物块滑上薄木板至达到共同速度所用的时间.

【答案】(1)3 N,方向竖直向下 (2)m/s (3)s

【解析】

试题 (1)物块从A到B的过程,由动能定理得:

mgR=mv①

解得:vB=2 m/s ②

在B点由牛顿第二定律得:

FN-mg=m③

解得:FN=3 N ④

由牛顿第三定律得物块对轨道的压力大小为3 N,方向竖直向下⑤

(2)设物块滑上薄木板的速度为v,则: cos 30°=⑥

解得:v=m/s⑦

(3)物块和薄木板下滑过程中,由牛顿第二定律得:

对物块:mgsin 30°-μmgcos 30°=ma1 ⑧

对薄木板:mgsin 30°+μmgcos 30°=ma2 ⑨

设物块和薄木板达到的共同速度为v′,则:v′=v+a1t=a2t ⑩

解得:t=s

练习册系列答案
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【题目】某课外小组在参观工厂时,看到一丢弃不用的电池,同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻,已知这个电池的电动势约为11~13 V,内阻小于3 Ω,由于直流电压表量程只有3 V,需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为15 V的电压表,然后再用伏安法测电池的电动势和内阻,以下是他们的实验操作过程:

(1)把电压表量程扩大,实验电路如图甲所示,实验步骤如下,完成填空:

第一步:按电路图连接实物

第二步:把滑动变阻器滑片移到最右端,把电阻箱阻值调到零

第三步:闭合开关,把滑动变阻器滑片调到适当位置,使电压表读数为3 V

第四步:把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为________V

第五步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其他线路,即得量程为15 V的电压表。

(2)实验可供选择的器材有:

A.电压表(量程为3 V,内阻约2 kΩ)

B.电流表(量程为3 A,内阻约0.1 Ω)

C.电阻箱(阻值范围0~9 999 Ω)

D.电阻箱(阻值范围0~999 Ω)

E.滑动变阻器(阻值为0~20 Ω,额定电流2 A)

F.滑动变阻器(阻值为0~20 kΩ )

回答:电阻箱应选________,滑动变阻器应选________。

(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变),测电池电动势E和内阻r,实验电路如图乙所示,得到多组电压U和电流I的值,并作出U-I图线如图丙所示,可知电池的电动势为________V,内阻为________Ω.

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