題目列表(包括答案和解析)
(10分).在游樂園坐過山車是一項驚險、刺激的游戲。游樂園“翻滾過山車”的物理原理可以用如圖所示的裝置演示。斜槽軌道AB、EF與半徑R=0.4m的豎直圓軌道(圓心為O)相連,AB、EF分別與圓O相切于B、E點,C為軌道的最低點,斜軌AB傾角為37°。質量為m=0.1kg的小球從A點靜止釋放,先后經B、C、D、E到F點落入小框。(整個裝置的軌道均光滑,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)小球在光滑斜軌AB上運動的過程中加速度的大。
(2)要使小球在運動的全過程中不脫離軌道,A點距離最低點的豎直高度h至少多高及在C點時小球對軌道的壓力?
.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz,查得當?shù)刂亓铀俣?i>g=9.80 m/s2,測得所用的重物的質量為1.00 kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶(如圖實-4-9所示),把第一個點記作O,另選連續(xù)的四個點A、B、C、D作為測量的點.經測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根據以上數(shù)據,可知重物由O點運動到C點,重力勢能的減少量等于________ J,動能的增加量等于________J(取三位有效數(shù)字).
【解析】:根據測量數(shù)據,重物從O點運動到C點下落的高度h=0.7776 m,故重力勢能減
少量
ΔEp=mgh=1.00×9.80×0.7776 J=7.62 J
重物動能的增加量ΔEk=mvC2-mv02
根據實驗情況,重物在O點的速度v0=0,C點的速度vC等于重物從B點到D點這一
段時間Δt=2× s內的平均速度.由實驗數(shù)據可得
vC== m/s=3.8875 m/s
重物的動能增加量
ΔEk=mvC2=×1.00×3.88752 J=7.56 J.
.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中,已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz,查得當?shù)刂亓铀俣?i>g=9.80 m/s2,測得所用的重物的質量為1.00 kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶(如圖實-4-9所示),把第一個點記作O,另選連續(xù)的四個點A、B、C、D作為測量的點.經測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99 cm,70.18 cm,77.76 cm,85.73 cm.根據以上數(shù)據,可知重物由O點運動到C點,重力勢能的減少量等于________ J,動能的增加量等于________J(取三位有效數(shù)字).
【解析】:根據測量數(shù)據,重物從O點運動到C點下落的高度h=0.7776 m,故重力勢能減
少量
ΔEp=mgh=1.00×9.80×0.7776 J=7.62 J
重物動能的增加量ΔEk=mvC2-mv02
根據實驗情況,重物在O點的速度v0=0,C點的速度vC等于重物從B點到D點這一
段時間Δt=2× s內的平均速度.由實驗數(shù)據可得
vC== m/s=3.8875 m/s
重物的動能增加量
ΔEk=mvC2=×1.00×3.88752 J=7.56 J.
一、選擇題
1.C 2.ABC 3.ABC 4.A 5.BD 6.ABD 7.AD 8.AB 9.D
10.B 11.D 12.D
二.填空題
14.(1)0.72 (2)0.80 (3)偏小
15
三.計算題
:17.對B而言,做減速運動則
由,vt=v0+at得:
tB=2s,
所以B運動2s后就靜止了.
得
sB=
又因為A、B相距
sA=
由s=vt得
)
18.【解析】以小球為研究對象,分析其受力情況:小球受重力、斜面支持力及洛倫茲力作用.沿斜面方向上,有mgsinθ=ma
在垂直于斜面方向上,有FN+Ff洛=mgcosθ
由Ff洛=qυB,知Ff洛隨著小球運動速度的增大而增大.當Ff洛增大到使FN=0時,小球將脫離斜面
此時Ff洛=qυmB=mgcosθ.
所以:υm=,此即為小球在斜面上運動速度的最大值.
所以:小球在斜面上滑行的速度范圍是0≤υ≤
小球在斜面上勻加速運動的最大距離為s==
=
.
19.
(1) 對B有s=a1t2 ∴a1=
(2) 對B受力分析由牛頓第二定律的F-f=mB?a1⇒f=45N
∴
∴vA=aA?t=
(3) ∆S=SB-SA=5-aA?t2=
20
解:(1)小球由A→B過程中,根據機械能守恒定律有:
①
②
小球在B點時,根據向心力公式有;
③
根據牛頓第三定律,小球對軌道的壓力大小等于軌道對小球的支持力,為3mg
(2)小球由B→C過程,
水平方向有:s=vB?t ④
豎直方向有: ⑤
解②④⑤得
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