题目内容

如图10是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置，M为半径为、固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，N为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面内的截面为半径的圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点，M的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点，水平飞出后落到N的某一点上，取，求：

         发射该钢珠前，弹簧的弹性势能多大？

         钢珠落到圆弧上时的速度大小是多少？（结果保留两位有效数字）

【小题1】

【小题2】


解析:

【小题1】设钢珠在轨道最高点的速度为，在最高点，由题意 

从发射前到最高点，由机械能守恒定律得：                                                        ②                       

【小题2】   钢珠从最高点飞出后，做平抛运动

     ③       

    ④  

由几何关系    ⑤              

从飞出到打在得圆弧面上，由机械能守恒定律：

             ⑥                 

联立①、③、④、⑤、⑥解出所求                           

练习册系列答案
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如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置的一部分，M为半径为R=1.0m、固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，M的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m=0.01kg的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道内侧恰好能经过M的上端点水平飞出，取g=10m/s2，弹簧枪的长度不计，则发射该钢珠前，弹簧的弹性势能为（　　）
某同学查资料得知：弹簧的弹性势能仅与弹簧的劲度系数和形变量有关，并且与形变量的平方成正比．为了检验此结论的正确性，他设计了如下实验：
（a）取一根轻质弹簧和一根内径略大的直玻璃管，将玻璃管固定在水平桌面上，将弹簧插入玻璃管并固定一端，如图1所示．
（b）将小钢球放入玻璃管，轻推小钢球，使弹簧压缩到某一位置后，测出弹簧的压缩量x．
（c）然后突然撤去外力，小钢球沿水平方向弹出落在地面上，记录小钢球的落地位置．
（d）保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小钢球的平均落点，测得小钢球的水平射程s．
（e）多次改变弹簧的压缩量x的数值x1、x2、x3、…，重复以上步骤，测得小钢球的多组水平射程s1、s2、s3、…
请你回答下列问题：
（1）在实验中，“保持弹簧压缩量不变，重复10次上述操作，从而确定小钢球的平均落点”的目的是为了减小
 
（填“系统误差”或“偶然误差”）．
（2）若要测量小钢球的水平射程s，除图中画出的器材以外，还必须选取的实验器材是
 
．（填写器材代号）
A．秒表  B．刻度尺  C．螺旋测微器   D．白纸  E．复写纸
（3）该同学根据实验的测量结果，作出弹簧形变量x与小钢球水平射程s的s-x图象（如图2），测量出了桌面离地面的高度为h，小球的质量为m，根据能量守恒定律推导出了弹性势能EP与水平射程s的关系式：EP=
 
．根据弹簧形变量x与小钢球水平射程s的s-x图象，推断出弹簧的弹性势能EP与x2成正比理由是
 
．精英家教网
（2013?枣庄一模）（1）如图甲所示，是利用打点计时器测量小车沿斜面下滑时所受阻力的示意图．小车拖 着纸带沿斜面下滑时，打出的一段纸带如图乙所示，其中O为小车开始运动时打出的点． 设小车在斜面上运动时所受阻力恒定0

①已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz，则小车下滑的加速度a=
4.1
4.1
 m/s2，打E点时小车速度vg=
2.5
2.5
 m/sD （结果均保留两位有效数字）
②为了得出小车下滑过程中所受的阻力，在知道小车下滑的加速度a、打E点时速度vg、小车质量m、重力加速度g的情况下，只用刻度尺还需要测量的物理量为
斜面长度L及高度H
斜面长度L及高度H
，阻力的 表达式为
mg
H
L
-ma
mg
H
L
-ma
（用字母表示）．
（2）对某圆柱状导电元件进行研究．
①用多用电表的欧姆挡试测元件在常温下的电阻值，在正确操作的情况下，当发现表头 指针偏转的角度过大或过小时，应换用其它挡位测量．在换挡后、进行测量之前，应当进 行的操作是
重新进行欧姆调零
重新进行欧姆调零
再测量读数
再测量读数
．
②图甲是说明书中给出的伏安特性曲线，可由该曲线得到各状态下的电阻值．为了研究 材料的电阻率，还需要测量元件的长度和截面直径．如图乙，用螺旋测微器测得的直径 读数为
1.990
1.990
mm
③实验室中提供以下器材，用来检验该元件的伏安特性线是否和说明书中所给的一致．
A．电压表V（量程为0-3V，内阻约5kΩ）
B．电流表A（量程为0-0.6A，内阻约0.1Ω）
C．滑动变阻器R1（O-10Ω，额定电流1.5A）
D?滑动变阻器R2（0-1000Ω，額定电流0.5A）
E．直流电源（电动势3V，内阻忽略不计）
F．开关一个、导线若干
试设计实验电路，并在答题纸中图丙方框内画出电路图，导电元件用“”表示．滑动变阻器应选择
R1
R1

如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置，M为半径为R＝1.0 m、固定于竖直平面内的1/4光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，N为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面内的截面为半径的1/4圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点，M的下端相切处置放竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m＝0.01 kg的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点，水平飞出后落到N的某一点上，取g＝10 m/s2，求：

(1)发射该钢珠前，弹簧的弹性势能Ep多大？

(2)钢珠落到圆弧上N时的速度大小vN是多少？(结果保留两位有效数字)

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