题目内容
【题目】如图所示,在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道,相隔一定的距离,虚线沿竖直方向,一小球能在其间运动。今在最低点与最高点各放一个压力传感器,测试小球对轨道的压力,并通过计算机显示出来。当轨道距离变化时,测得两点压力差与距离x的图像如图所示。(不计空气阻力,g取10 m/s2)求:
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(1)小球的质量;
(2)光滑圆轨道的半径;
(3)若小球在最低点B的速度为20 m/s,为使小球能沿光滑轨道运动,x的最大值。
【答案】(1)m=0.1 kg(2)R=2m(3)x=15 m
【解析】
试题(1)设轨道半径为R,出机械能守恒定律:
(1)
对B点:
(2)
对A点:
(3)
由(1)、(2)、(3)式得:两点的压力差:△![]()
由图象得:截距 6mg=6,得m=0.1kg (5)
(2)因为图线的斜率
所以R="2m" (6)
在A点不脱离的条件为:
(7)
由(1)、(6)、(7)式得:
=15m
【题目】如图为用拉力传感器和速度传感器探究“加速度与物体受力的关系” 实验装置。用拉力传感器记录小车受到拉力的大小,在长木板上相距L= 48.00 cm的A、B两点各安装一个速度传感器,分别记录小车到达A、B时的速率。
实验主要步骤如下:
①按图装配好装置。
②将拉力传感器固定在小车上
③把细线的一端固定在拉力传感器上,另一端通过定滑轮与钩码相连;
④接通电源后自C点释放小车,小车在细线拉动下运动,记录细线拉力F的大小及小车分别到达A、B时的速率vA、vB;
⑤改变所挂钩码的数量,重复④的操作。
次数 | F | vB2-vA2 | a(m/s2) |
1 | 0.60 | 0.77 | 0.80 |
2 | 1.04 | 1.61 | 1.68 |
3 | 1.42 | 2.34 | |
4 | 2.62 | 4.65 | 4.84 |
6 | 3.00 | 5.49 | 5.72 |
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(1)表中记录了实验测得的几组数据,
是两个速度传感器记录速率的平方差,则表格中缺少的中第3次记录的数据加速度a应为_________m/s2(结果保留三位有效数字);
(2)依据表中数据,在坐标纸上作出a~F关系图线_______;
(3)比较实验结果与理论计算得到的关系图线(图中已画出理论图线) ,造成上述偏差的原因是______________________________________________________。