题目内容

【题目】如图所示,倾角为30°的粗糙斜面轨道AB与半径R=0.4m的光滑轨道BDC在B点平滑相连,两轨道处于同一竖直平面内,O点为圆轨道圆心,DC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高,E、O两点等高.∠BOD=30°,质量m=2kg的滑块从A点以速度v0(未知)沿斜面下滑,刚好能通过C点,滑块与斜面AB间动摩擦因数,g取10m/s2.求:

(1)滑块经过E点时对轨道的压力;

(2)滑块从A点滑下时初速度v0的大小.

【答案】(1),方向水平向 (2)

【解析】

试题分析:(1)滑块刚好能通过C点,在C点由重力提供向心力,由牛顿第二定律得:

可得:

滑块从E到C过程,根据机械能守恒定律得

在E点,由牛顿第二定律得

联立解得

根据牛顿第三定律可知,滑块经过E点时对轨道的压力为,方向水平向左

(2)设AB长为L,则有 Lsin30°=R+Rcos30°

可得

滑块从A到C过程,根据动能定理有:

代入数据解得:

练习册系列答案
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【题目】某同学设计了一个测量物体质量的电子装置,其结构如图甲、乙所示。E形磁铁的两侧为S极,中心为N极,可认为只有磁极间存在着磁感应强度大小均为B的匀强磁场。一边长为L横截面为正方形的线圈套于中心磁极,线圈、骨架与托盘连为一体,总质量为m0,托盘下方连接一个轻弹簧,弹簧下端固定在磁极上,支撑起上面的整个装置,线圈、骨架与磁极不接触。线圈的两个头与外电路连接(图上未标出)。当被测量的重物放在托盘上时,弹簧继续被压缩,托盘和线圈一起向下运动,之后接通外电路对线圈供电,托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止,此时由对应的供电电流可确定重物的质量。已知弹簧劲度系数为k,线圈匝数为n,重力加速度为g。

(1)当线圈与外电路断开时

a.以不放重物时托盘的位置为位移起点,竖直向下为位移的正方向。试在图丙中画出,托盘轻轻放上质量为m的重物后,托盘向下运动过程中弹簧弹力F的大小与托盘位移x的关系图象;

b.根据上面得到的F-x图象,求从托盘放上质量为m的重物开始到托盘达到最大速度的过程中,弹簧弹力所做的功W;

(2)当线圈与外电路接通时

a.通过外电路给线圈供电,托盘和线圈恢复到未放重物时的位置并静止。若线圈能够承受的最大电流为I,求该装置能够测量的最大质量M;

b.在线圈能承受的最大电流一定的情况下,要增大质量的测量范围,可以采取哪些措施?(至少答出2种)

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