题目内容
(15分)将力传感器连接到计算机上就可以测量迅速变化的力的大小。在图甲所示的装置中,可视为质点的小滑块沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的
之间往复运动,
、
与竖直方向之间的夹角相等且都为
(
<10°)。某次实验,用力传感器测得滑块对器壁的压力大小
随时间
变化的曲线如图乙所示,图中
=0时,滑块从
点开始运动。试根据力学规律和题中(包括图中)所给出的信息。(
取10m/s2)求:
(1)压力大小
随时间
变化的周期与小滑块运动的周期之比;
(2)容器的半径和小滑块的质量;
(3)小滑块运动过程中的最大动能。
![]()
解析:(1)读图可得,压力大小
随时间
变化的周期
s (1分)
经判断知滑块运动的周期
是压力大小变化周期
的2倍,故
(2分)
(2)滑块在
之间做类似于单摆的简谐运动,周期
=
s
由
=
得容器的半径:R=
=0.4 m (3分)
当滑块运动到最低点时,由牛顿第二定律:
① (1分)
在
点时有:
② (1分)
滑块由
到最低点过程机械能守恒得:
③(2分)
其中,
;
(1分)
由①②③式解得小滑块的质量:m=0.10
(1分)
(3)当滑块运动到最低点时,滑块的最大动能最大,其值为
J (2分)
某同学用传感器来探究摩擦力,他的实验步骤如下:
①将力传感器连接到计算机上;②将一质量m="3.75" kg的木块置于水平桌面上,用细绳将木块和传感器连接起来;③沿水平方向拉传感器,木块由静止开始运动,一段时间后停止拉动;④将实验得到的数据经计算机处理后在屏幕上显示出如图所示的图象。(g取10m/s2)![]()
下列有关这个实验的几个说法,其中正确的是
| A.木块与桌面间的最大静摩擦力为3N |
| B.木块受到的最大静摩擦力比滑动摩擦力大 |
| C.0~6 s内木块一直受到静摩擦力的作用 |
| D.木块与桌面间的动摩擦因数为0.08 |