问题 问答题

(1)物块沿斜面下滑的加速度大小;

(2)物块与斜面间摩擦力的大小;

(3)地面对木楔的摩擦力的大小和方向.

答案

(1)0.7m/s2 (2)4.3N  (3)0.61N  方向水平向左

(1)(5分)由匀加速运动的公式v2=v02+2ax,得

物块沿斜面下滑的加速度为m/s2=0.7m/s2 

 (2)(5分)由于a<gsinθ=5m/s2,可知物块受到摩擦力作用。分析物块受力,它受三个力,如图所示。对物块应用牛顿运动定律,有

 沿斜面方向          mgsinθ-f1=ma   

解得 N=4.3N

(3)(5分)物块垂直于斜面方向  mgcosθN1="0   "

 分析木楔受力,它受五个力作用,如图。对木楔应用牛顿运动定律,有

 水平方向  f2+f1cosθN1sinθ="0    "

 解得地面作用于木楔的摩擦力

   f2=N1sinθf1cosθ=mgcosθsinθ-(mgsinθma)cosθ

= macosθ=N=NN

 方向水平向左(与图中所设的一致,由C指向B的方向)

实验题

用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6 V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点,对图中纸带上的点痕进行测量,即可验证机械能守恒定律。

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器件;

B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;

C.用天平测出重锤的质量;

D.先接通电源,后释放纸带,打出一条纸带;

E.测量纸带上某些点间的距离;

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

其中没有必要进行的步骤是______________,操作不当的步骤是______________。

(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。根据打出的纸带,选取纸带上连续的五个点A、B、C、D、E,测出各点之间的距离如图所示。使用电流的频率为f,则计算重锤下落的加速度的表达式a=______________。(用s1、s2、s3、s4及f表示) 

(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能,其主要原因是重锤和纸带下落过程存在阻力作用,可以通过该实验装置测阻力的大小。若已知当地重力加速度为g,还需要测量的物理量是______________。试用这些物理量和纸带上的数据符号表示重锤和纸带在下落的过程中AE段平均阻力大小F=______________。

单项选择题