10、如图所示的“S”字形玩具轨道,该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,将轨道水平方向固定在竖直平面内,轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆连接而成,圆半径比细管内径大得多,轨道底端与水平地面相切,弹射装置将一个小球(可视为质点)从a点水平弹射向b点并进入轨道,经过轨道后从P点水平抛出,已知小球与地面ab段间的动摩擦因数μ=0.2,不计其它机械能损失,ab段长L=1.25m,圆的半径R=0.1m,小球质量m=0.01kg,轨道质量M=0.22kg,g=10m/s2,求:

(1)若v0=m/s,小球从P点抛出后的水平射程;

(2)当v0至少为多大时,小球在最高点时才能使轨道对地面的压力为零。

本题力学“S”字形玩具轨道建构题型,它主要检测学生分析问题和求临界问题的能力,它是高考中的热点和重点问题。

答案:(1)设小球运动到最高点P的速度为v,根据动能定理有:

-μmgL-4mgR=m(v2-v02)/2     ① 

v2=v02-2μgL-8gR          ② 

=21-2×0.2×10×1.25-8×0.1×10=8

小球离开P点后做平抛运动,

则x:  x=vt            ③  

y: 4R=gt2/2            ④  

解得:x=0.8m               

(2)小球在最高点P时,要使轨道对地面压力为零,则小球在最高点速度为v,整体对象:

根据牛顿第二定律得:(M+m)g=mv2/R    ⑤  

又:-μmgL-4mgR=m(v2-v02)/2       ⑥ 

解得:v0=6m/s                 

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8、“探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系”实验。

    ①图a所示为实验装置图。图b所示是某次实验得到的一段纸带,记数点A、B、C、D、E间的时问间隔为0.1s,根据纸带可求出小车的加速度大小为    m/s2。(结果

   保留两位有效数字)

   

    ②保持小车质量不变,改变砂和砂桶质量,进行多次测量.根据实验数据作出了加速  度a随拉力F的变化图线,如图c所示。图中直线没有通过原点,其主要原因是    .

      ③保持砂和砂桶质量不变,改变小车中砝码质量,进行多次测量,分别得到小车加速度a与质量m及所对应的÷的数据如表中所示:

实验次数
1
2
3
4
5
6
7
8
小车速度a/m·s-2
1.90
1.72
1.49
1.25
1.00
0.75
0.50
0.30
小车和砝码质量m/kg
0.25
0.29
0.33
0.40
0.50
0.71
1.00
1.67

4.00
3.45
3.03
2.50
2.00
1.41
1.00
0.60

      a.请在坐标纸中画出图线;

    b.根据作出的图象可以得到的结论是:

                      

                      

                     。

本题是力学探究加速度a与物体所受合力F及质量m关系”实验。是从分析原因、处理数据作图并得出结论,是课本基础题。

答案:①1.9                                      

  ②实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分

③a如图                         

b.图线为过原点的直线,表明在合外力一定时,

加速度跟质量成反比               

 0  274331  274339  274345  274349  274355  274357  274361  274367  274369  274375  274381  274385  274387  274391  274397  274399  274405  274409  274411  274415  274417  274421  274423  274425  274426  274427  274429  274430  274431  274433  274435  274439  274441  274445  274447  274451  274457  274459  274465  274469  274471  274475  274481  274487  274489  274495  274499  274501  274507  274511  274517  274525  447090 

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