题目内容

【题目】如图所示,一小车上表面由粗糙的水平部分AB和光滑的半圆弧轨道BCD组成,小车紧靠台阶静止在光滑水平地面上,且左端与光滑圆弧形轨道MN末端等高,圆弧形轨道MN末端水平.一质量为m=1kg的小物块P从距圆弧形轨道MN末端高为h=1.8m处由静止开始滑下,若物块P在半圆弧轨道BCD上经过一次往返运动(运动过程中物块始终不脱离轨道),最终相对小车静止在小车水平部分AB的中点。已知AB长为L=4m,小车的质量为M=2kg,取重力加速度g=10m/s2.

(1)求物块P在轨道MN末端时速度大小?

(2)求P物体相对半圆弧轨道BCD静止时的速度为多少?

(3)求小车上表面的滑动摩擦因数为多少?

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1) 对物块P的下滑过程,由机械能守恒列方程即可求解;

(2) 物块p与小车相对静止时,共同速度为,系统水平方向动量守恒列方程求解;

(3) 物块p从开始运动到与小车相对静止过程,由功能关系对系统列方程求解。

(1)对物块P的下滑过程,由机械能守恒得:

解得:;

(2) 物块p与小车相对静止时,共同速度为,系统水平方向动量守恒,

解得:;

(3) 物块p从开始运动到与小车相对静止过程,由功能关系得:

解得:

练习册系列答案
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【题目】在用图甲所示的装置验证牛顿第二定律”的实验中,保持小车质量一定时,验证小车加速度a与合力F的关系。

①除了电火花计时器、小车、砝码、砝码盘、细线、附有定滑轮的长木板、垫木、导线及开关外,在下列器材中必须使用的有________ (选填选项前的字母)。

A.220V、50Hz的交流电源

B.电压可调的直流电源

C.刻度尺

D.秒表

E.天平(附砝码)

②为了使细线对小车的拉力等于小车所受的合外力,以下操作正确的是________。

A.调整长木板上滑轮的高度使细线与长木板平行

B.在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时,应当将砝码和砝码盘通过细线挂在小车上

C.在调整长木板的倾斜度平衡摩擦力时,应当将穿过打点计时器的纸带连在小车上

③已知实验中打点计时器的打点周期为0.02s,得到的记录纸带如图乙所示,图中的点为记数点,在每两相邻的记数点间还有4个点没有画出,由此得D点的速度为________m/s,小车加速度的大小a=________m/s2(保留两位有效数字)。

图乙

④在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg,已知三位同学利用实验数据做出的a-F图像如图丙中的1、2、3所示。下列分析正确的是________(选填选顼前的字母)。

A.出现图线1的原因可能是没有平衡摩擦力

B.出现图线2的原因可能是砝码和砝码盘的质量不合适

C.出现图线3的原因可能是在平衡摩擦力时长木板的倾斜度过大

⑤在本实验中认为细线的拉力F等于砝码和砝码盘的总重力mg,由此造成的误差是________(选填“系统误差”或“偶然误差”)。设拉力的真实值为F真,小车的质量为M,为了使,应当满足的条件是<______%(保留二位有效数字)。

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