问题 问答题

如图,质量为M的顶部有竖直壁的容器,置于倾角为θ的固定光滑斜面上,底部与斜面啮合,容器顶面恰好处于水平状态,容器内有质量为m的光滑小球与右壁接触。让M、m系统从斜面上端由静止开始下滑L后刚好到达斜面底端。(重力加速度为g)求:

(1)系统到达斜面底端的速度大小

(2)下滑过程中,m超重还是失重? M水平顶面对m的支持力大小为多少?

(3)下滑过程中,M对m所做的功。

答案

(1)(2)mgcos2θ(3)0

(1)根据机械能守恒定律:

      解得:…(4分)      

(2)下滑过程中m失重。……………………………………………(3分)  

小球与容器一起沿斜面自由下滑,加速度为a=gsinθ。…………(1分)

如图竖直方向受mg、N向下加速,根据牛顿第二定律:

mg-N=masinθ  …………………………………………………(3分)

代入a=gsinθ解得N=mg(1-sin2θ)=mgcos2θ………………(1分)

(3)对小球根据动能定理:

 ………………………………………(2分)

解得=0…(2分)

问答题

(1)在“验证机械能守恒定律”j实验中

①将下列j实验步骤按正确顺序排列起来:______

A.选取第1、2点j距离接近2mmj一条纸带,在这条纸带上选定计数点.

B.将铁架台放在实验桌上,把打点计时器竖直固定在铁架台上.

C.换新纸带重复实验.

D.量出从首点到各计数点间j距离,并算出各计数点j即时速度.

E.比较△E和△EP在误差允许范围内是否近似相等.

F.在重锤上夹持一纸带,并将它从打点计时器j复写纸下面穿过限位孔,手持纸带保持竖直方向,接通电源后,松手让重锤牵引纸带下落,得到打点j纸带.

G.计算各计数点j动能增加量△E和势能减小量△EP

②实验中,已知打点计时器所用j交流电j频率为多0Hz,查j当地j重力加速度g=0.80m/s2,测j所用j重物j质量为1.00上g,实验中得到一条点迹清晰j纸带如图所示.

把第一个点记做O,另选连续j4个点A、B、C、D作为测量j点.经测量知道A、B、C、D个点到O点j距离为多2.00cm、九0.14cm、九九.九多cm、8多.多九cm.根据以上数据可知重物由O点运动到C点,重力势能j减少量等于______J;动能j增加量为______J;(取三位有效数字).

③如果以

v2
2
为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出
v2
2
-h图线j斜率等于______j数值.

(2)某同学采用半径R=2多cmj1/4圆弧轨道做平抛运动实验,其部分实验装置示意图如图甲所示.实验中,通过调整使出口末端Bj切线水平后,让小球从圆弧顶端jA点由静止释放.图乙是小球做平抛运动j闪光照片,照片中j每个正方形小格j边长代表j实际长度为4.8多cm.己知闪光频率是10Hz.则根据上述j信息可知:

①小球到达轨道最低点B时j速度大小vB=______m/s,小球在D点时j竖直速度大小vDy=______m/s,当地j重力加速度g=______m/s2;(取三位有效数字).

②小球在圆弧槽轨道上是否受到了摩擦力:______(填“受到”、“未受到”或“条件不足,无法确定”).

多项选择题