如圖甲所示,一豎內(nèi)的軌道由粗糙斜面AD和光滑圓軌道DCE組成,AD與DCE 相切于D點,C為圓軌道的最低點.將物塊置于軌道ADC上離地面高為 H處由靜止下滑,用力傳感器測出其經(jīng)過C點時對軌道的壓力N,改變H的大小,可測出相應(yīng)的N大小,N隨H的變化關(guān)系如圖乙折線PQI所示(PQ與QI兩直線相連接于Q點),QI反向延長交縱軸于F點(0,5.8N),重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小物塊的質(zhì)量m.
(2)圓軌道的半徑及軌道DC所對圓心角?(可用角度的三角函數(shù)值表示).
(3)小物塊與斜面AD間的動摩擦因數(shù)μ.

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(1)由圖線PQ知:當H1=0時,N1=5N,此時N1=mg 故m=0.5kg
即小物塊的質(zhì)量m為0.5kg.
(2)由圖線知:當H2=0.2m時,N2=7N,此時小物塊恰好由D點下滑
由mgH2=
1
2
m
v22
和N2-mg=m
v22
R

得R=1m
cosθ=
R-H
R
=0.8
即θ=arccos0.8=37°
即圓軌道的半徑為1m,軌道DC所對圓心角為37°.
(3)小球從高為H處的斜面上滑到最低點過程.根據(jù)動能定理,有
  mgH-μmgcosθ
H-0.2
sinθ
=
1
2
mv2
得:mv2=2mgH-
4
3
μ
mg(H-0.2)
在最低點,支持力和重力的合力提供向心力,有
  N-mg=m
v2
R

解得 N=mg+m
v2
R
=
2mg-
4
3
μmg
R
H+
0.8
3
μ
mg+mg
結(jié)合QI曲線,
2mg-
4
3
μmg
R
=6
解得μ=0.6
答:
(1)小物塊的質(zhì)量m為0.5kg.
(2)圓軌道的半徑及軌道DC所對圓心角37°.
(3)小物塊與斜面AD間的動摩擦因數(shù)μ為0.6.
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(2013?河池模擬)如圖甲所示,一豎直平面內(nèi)的軌道由粗糙斜面AD和光滑圓軌道DCE組成,AD與DCE相切于D點,C為圓軌道的最低點,將一小物塊置于軌道ADC上離地面高為H處由靜止釋放,用力傳感器測出其經(jīng)過C點時對軌道的壓力N,改變H的大小,
可測出相應(yīng)的N的大小,N隨H的變化關(guān)系如圖乙折線PQI所示(PQ與QI兩直線相連接于Q點),QI反向延長交縱軸于F點(0,5.8N),重力加速度g取10m/s2,求:
(1)求出小物塊的質(zhì)量m;圓軌道的半徑R、軌道DC所對應(yīng)的圓心角θ;
(2)小物塊與斜面AD間的動摩擦因數(shù)μ.
(3)若要使小物塊能運動到圓軌道的最高點E,則小物塊應(yīng)從離地面高為H處由靜止釋放,H為多少?

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如圖甲所示,一豎直平面內(nèi)的軌道由粗糙斜面AD和半徑R=lm的光滑圓軌道DCE組成,AD與DCE相切于D點,C為圓軌道的最低點,軌道DC所對應(yīng)的圓心角θ=37°,將一質(zhì)量m=0.5kg的小物塊置于軌道ADC上離地面高為H=0.7m處由靜止釋放,經(jīng)過C點時對軌道的壓力FN=10N.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2
(1)求小物塊與斜面AD間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)若H是變化的(從0開始逐漸增大),請在圖乙中畫出FN隨H變化的關(guān)系圖象(不要求寫出解答過程,但要分別寫出H=0m、H=0.2m、H=0.7m對應(yīng)的FN的值).

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如圖甲所示,一豎內(nèi)的軌道由粗糙斜面AD和光滑圓軌道DCE組成,AD與DCE 相切于D點,C為圓軌道的最低點.將物塊置于軌道ADC上離地面高為 H處由靜止下滑,用力傳感器測出其經(jīng)過C點時對軌道的壓力N,改變H的大小,可測出相應(yīng)的N大小,N隨H的變化關(guān)系如圖乙折線PQI所示(PQ與QI兩直線相連接于Q點),QI反向延長交縱軸于F點(0,5.8N),重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小物塊的質(zhì)量m.
(2)圓軌道的半徑及軌道DC所對圓心角?(可用角度的三角函數(shù)值表示).
(3)小物塊與斜面AD間的動摩擦因數(shù)μ.
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科目:高中物理 來源:2008-2009學年江蘇省蘇州、五錫、常州、鎮(zhèn)江高三(上)教學情況調(diào)查物理試卷(解析版) 題型:解答題

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