题目列表(包括答案和解析)
某同学利用如图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律.倾角=37°的轨道末端有一段很短的光滑小圆弧,可使钢球从离地H的高度处水平飞出.将钢球从轨道的不同高度h静止释放,测出相应的钢球落点距轨道末端的水平距离s:
(1)若轨道完全光滑,s2与h的理论关系应满足s2=________(用H、h表示),该同学根据理论值在图(b)中做出了s2-h关系图像.
(2)该同学经实验测量得到一组数据,如下表所示:请在图(b)的坐标纸上做出实验所得的s2-h关系图.
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2-h图像,自同一高度释放的钢球,水平抛出的实际速率________(填“大于”或“小于”)理论值.
(4)该同学通过分析确定是因为轨道的粗糙造成了实验得到的图像与理论图像有较大的差异,请根据两个图像算出倾斜轨道与钢球间的动摩擦因素μ=________.
右端带有光滑圆弧轨道质量为M的小车静置于光滑水平面上,如图所示.一质量为m的小球以速度v0水平冲上小车,关于小球此后的运动情况,以下说法正确的是
A.小球可能从圆弧轨道上端抛出而不再回到小车
B.小球可能离开小车水平向左做平抛运动
C.小球可能离开小车做自由落体运动
D.小球可能离开小车水平向右做平抛运动
右端带有光滑圆弧轨道质量为M的小车静置于光滑水平面上,如图所示.一质量为m的小球以速度v0水平冲上小车,关于小球此后的运动情况,以下说法正确的是
A.小球可能从圆弧轨道上端抛出而不再回到小车 |
B.小球可能离开小车水平向左做平抛运动 |
C.小球可能离开小车做自由落体运动 |
D.小球可能离开小车水平向右做平抛运动 |
右端带有1/4光滑圆弧轨道质量为M的小车静置于光滑水平面上,如图所示.一质量为m的小球以速度v0水平冲上小车,关于小球此后的运动情况,以下说法正确的是( )
A.小球可能从圆弧轨道上端抛出而不再回到小车 |
B.小球不可能离开小车水平向左做平抛运动 |
C.小球不可能离开小车做自由落体运动 |
D.小球可能离开小车水平向右做平抛运动 |
二、选择题:(共48分)
14、B 15、C 16、BD 17、C 18、AD 19、C 20、C 21、BCD
22、实验题:(共18分)
(1)AC (6分) (2)1B (2分) E (2分) G (2分)
2电路图和实物图各3分,见错无分。
23.物块刚放上传送带时,由牛顿第二定律:
μmg=ma……………………………………1
得:a=
物块历时t1后与传送带共速,则:
at1=v0+a0t1…………………………………3
得:t1=1s……………………………………4
此过程中物块的位移为:
s1=at12/2……………………………………5
得:s1=
故物体此时尚未到达B点,且此后的过程中由于a0<μg,物块将和传送带以共同的加速度运动,设又历时t2到达B点,则:
s-s1=at1t2+a0t22/2…………………………7
得:t2=1s……………………………………8
物体从A到B历时:t=t1+t2=2s…………9
(其它解法酌情给分)
24、(1)小球运动至第一次碰前:
mgh=mv02/2……………………………………………1
碰撞过程,动量守恒:
mv0=(M+m)v1…………………………………………2
碰后压缩弹簧过程中,M、m及弹簧系统机械能守恒:
Epm=(M+m)v12/2……………………………………3
由1、2、3联立解得:
Epm=…………………………………………4
(2)第一次碰后小球向BC轨道运动的初速度即为v1,由机械能守恒得:
…………………………………………5
由1、2、5联立解得:…………6
(3)小球在BC段运动可等效为单摆,其周期为:
T=………………………………………………7
分析得小球第三次通过B点历时为:
t=……………………………………………8
由78联立解得:t=…………………9
25、(1)粒子在磁场中运动时,由洛仑兹力提供向心力
Bqv0=mv02/R…………………………………………
得:R=
过M点做初速度v0的垂线交y轴正方向于P点,则PM=l/cos450
得:PM=
由几何关系得PM为轨迹圆直径,P点即为粒子穿过y轴正半轴的位置
OP=PM sin450=m……………………………
由圆的对称性得此处速度与y轴夹角为θ=450………………
(2)设粒子由P点到N点历时t1,则:
x方向:v0sin450-Eqt1/m=0……………………………………
y方向:v0t1cos450=OP…………………………………………
联立求解,代入数据得:t1=0.1s E=2V/m≈2.82 V/m…
(3)粒子能到达O点…………………………………………………
粒子在磁场中的运动周期为:T=2πm/Bq……………………
从M点运动到O点经过的轨迹如图:(略)
经历的时间为:t=T/2+3T/4+2t1………………………………
代入数据得:t=(π/8+0.2)s≈0.59s……………………………
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