问题 计算题

(18分)如图所示,质量足够大、截面是直角梯形的物块静置在光滑水平地面上,其两个侧面恰好与两个固定在地面上的压力传感器X、Y相接触。图中AB高H=0.3m,AD长L=0.5m。斜面倾角。可视为质点的小物块P(图中未画出)质量m=1kg,它与斜面的动摩擦因数可以通过更换斜面表面的材料进行调节,调节范围是

   

(1)令,将P由D点静止释放,求P在斜面上的运动时间。

(2)令,在A点给P一个沿斜面上的初速度,求P落地时的动能。

(3)将压力传感器X、Y接到同一个数据处理器上,已知当X和Y受到物块压力时,分别显示正值和负值。对于不同的,每次都在D点给P一个方向沿斜面向下、大小足够大的初速度,以保证它能滑离斜面。求滑行过程中处理器显示的压力F随变化的函数关系式,并在坐标系中画出其函数图象。

答案

(1) (2)(3),图象见解析

题目分析:(1)当时.设P沿斜面下滑的加速度为

由牛顿第二定律得:       1分

设P 在斜面上运动的时间为t,由运动学公式得:

                            1分

代入数据解得:                1分

(2)设P沿斜面上滑位移为时速度为0,由动能定理得:

                       2分

代入数据解得:                                    1分

设P 落地时的动能为Ek,由动能定理得:

 

代入数据解得:            1分

(3)P沿斜面下滑的过程中,物块的受力如图所示,设传感器对物块的压力为F,取向右为正方向,

由平衡条件可得:

F+FNsin-Ffcos=0             2分

其中:FN=mgcos                   1分

Ff= F                                   1分

代入数据解得:     1分

其图象如图所示。              … 2 分

实验题

在电学实验中,往往认为电压表对测量的电路没有影响,事实上电压表有大的电阻值(简称内阻RV),在电路中有很小的电流通过电压表,电压表的示数就是这很小的电流与其内阻RV的乘积。现在要测量一个未知电阻Rx (大约2kΩ~3kΩ)的阻值,物理实验室中已有实验器材:2节干电池(电压未知)、未知电阻Rx、开关多个、导线若干。

另外,提供可选择的实验器材有3个:

A.电流表A1(0~0.6A,分度值0.02 A) 

B.电流表A2(0~5mA,分度值0.1 mA)  

C.电压表V(0~3V,RV=3kΩ)

请你利用已有实验器材,参考题目中给出的信息,再从提供可选择的的3个实验器材中选择2个或者1个器材设计两个实验方案,准确测量未知电阻Rx的阻值。

Ⅰ.方案一:

(1)选择的2个实验器材:             (填器材的序号)。

(2)在方框中画出实验电路图(实验中不拆接仪器)。

(3)按照电路图连接电路,写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量

(4)用测量的物理量和已知物理量表示Rx=                   

II.方案二:

(1)选择的1个实验器材:           (填器材的序号)。

(2)在方框中画出实验电路图(实验中不拆接仪器)

(3)按照电路图连接电路,写出实验步骤并用字母表示出测量的物理量。

(4)用测量的物理量和已知物理量表示Rx=                       

单项选择题