E.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度 F.实验中要先释放小车再接通打点计时器的电源
G.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度
14.在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器打点周期为0.02s,自由下落的重物质量为1kg,打出一条理想的纸带,数据如图所示,单位是cm,g?9.8m/s,O、A之间有多个点没画出,打点计时器打下点B时,物体的速度vB=_________m/s,从起点O到打下B点的过程中,重力势能的减少量?EP=_________J,此过程中物体动能的增加量?Ek=________J,(结果保留两位有效数字),动能增加量小于重力势能减少量的原因可能是___________________________________。
2
四.计算题:
15.已知地球半径为R,某一卫星在距离地面高度也为R的圆轨道上做匀速圆周运动,地球表面的重力加速度为g,求:
(1)卫星环绕地球运行的线速度; (2)卫星环绕地球运行的周期。
16.如图所示,光滑弧形轨道末端与水平传送带相切,水平传送带足够长,以v=2m/s的速度沿顺时针方向匀速转动,质量m=1kg的物块从弧形轨道上高h=0.8m处由静止释放,物块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.4,g?10m/s,不计空气阻力,求:
2
(1)物块刚滑上传送带时速度的大小; (2)传送带对物块所做的功;
(3)物块在传送带上滑动所产生的热量;
17.如图所示,竖直平面内有一固定的半径为R的光滑圆形轨道,其内侧有两个光滑的小球a、b(均可视为质点),a、b两小球质量分别为m、2m,某一时刻同时让两小球在圆轨道最高点,以等大的速率v0?gR向相反方向运动,两小球恰好在圆轨道的最低点相遇并发生碰撞,碰撞时间极短,碰后,
a球恰好能再次经过竖直圆轨道最高点,不计空气阻力(重力加速度为g),求:
(1)第一次碰撞前瞬间a球对轨道最低点的大小; (2)第一次碰撞后瞬间b球的速度大小;
(3)若第二次碰撞产生的热量为第一次碰撞产生热量的
''va、vb;
1,求第二次碰撞后瞬间两球速度的大小5参考答案
1D 2C 3A 4C 5C 6D 7BC 8AD 9BC 10BD 11BC 12BD 13、ABDE
14、(1)0.98;0.49;0.48;实验过程中存在摩擦阻力及空气阻力,机械能有损失; 15、(1)设地球质量为M,由GMm2GM?gR可得; ?mg2R对于环绕地球运动的卫星,由牛顿第二定律可得GMm?2R?2v2,解得v??m2RgR; 2(2)对于该环绕地球运动的卫星,由牛顿第二定律可得GMm?2R?2?m(2?22R解得T?4?; )?2R,
Tg16、(1)设物块刚滑上传送带时速度为v0,由动能定理可得mgh?12mv0?0,解得2v0?2gh?4m/s;
(2)经分析,物体最终与传送带共速,由动能定理可得传送带做功为Wf?解得Wf??6J;
(3)由牛顿第二定律可得f?ma??mg,解得a?4m/s; 由物块减速,vt?v0?at,解得t=0.5s 由x?vt可得x传?1m 由x物=21212mv?mv0, 22v0?vt解得x物=1.5m 2物体和传送带相对位移为?x?x物?x传,解得?x?0.5m, 生热为Q??mg?x,解得Q=2J
17、(1)设两小球在最低点碰前速度分别为va1、vb1,由动能定理可得,a球在最低点碰前速度为:
mg?2R??1212mva1?mva,解得va1?5gR 222vb由牛顿第二定律可得,支持力N为:N?mg?m1,解得N?6mg
R由牛顿第三定律可得,正压力与支持力相等,即FN?6mg (2)由动能定理可得b小球在最低点碰撞前速度为: 对b球:2mg?2R??1122?2mvb??2mvb,解得vb1?5gR 122碰后,a球恰好能再次经过竖直圆轨道最高点,设a球恰好过最高点速度为v,
v2则有:对a球过最高点时有mg?m,
R对a球碰撞后到最高点过程,由动能定理可得?mg?2R??1212mv?mva,解得va?5gR; 22对ab两球组成系统,碰撞时内力远大于外力,动量近似守恒,选碰前a球运动方向为正方向,对碰撞过程中有mva1?2mvb1??mva?2mvb 解得vb?0;
(3)第一次碰撞产生的热量为Q1?(mva1?121122?2mvb)?(mva?0),解得Q1?5mgR; 1222则第二次碰撞产生热量为:Q12?2Q1?mgR 第二次碰撞前a球受到为va?5gR
由动量守恒可得,第二次碰撞时有:mv?2mv''a?0b?mva
由能量守恒定律可得
12mv21'21'2a?0?2?2mvb?2mva?Q2 联立解得vgR?22gRb'?5gR?2gR53,va'?3?0, 故第二次碰后a球受到大小为v?22gR?5gRa'3 第二次碰后b球速度大小为v5gR?2gRb?3.