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(18分)半径为R的竖直放置的圆轨道与平直轨道相连,如图所示,质量为m的小球A以一定的初速度由直轨道向左运动,并沿轨道的内壁冲上去.如果A经过N点时的速度为v0,A经过轨道最高点M时对轨道的压力太小等于小球的重力,重力加速度为g,求:

(1)小球落地点P与N之间的距离s:

(2)取N点为零势面,小球在M点的机械能E;

(3)小球从N到M这一段过程中摩擦阻力做的功.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

答案:
(1) (2) (3) 【解析】(1)                       …………2分                                                     …………2分                                                          …………2分                                                   …………2分    (2)                     …………4分    (3)对小球用动能定理…………4分                                                                      …………2分
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(19分)(1)气垫导轨是常用的一种实验仪器,它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨和滑块A和B验证动量守恒定律,实验装置如图所示,采取的实验步骤如下:

 说明: 6ec8aac122bd4f6e

      a.用天平分别测出滑块A、B的质量mA、mB

    b.调整气垫导轨,使导轨处于水平:

    c.在A和B间放入一个被压缩的轻质且极短的弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上;

       d.用刻度尺测出A的左端至C板的距离L1

       e.按下电钮放开卡销,同时用计时器记录滑块A、B从开始到分别碰撞C、D挡板时所用时间t1、t2

①实验中还应测量的物理量是              

②利用上述测量的实验数据,验证动量守恒定律的表达式是         

   (2)在“验证机械能守恒定律”的实验中,利用重锤拖着纸带自由下落通过打点计时器并打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。

①在实验过程中,下列的说法正确的是:____。

              A.必须使用的测量仪器有:打点计时器、夭平和刻度尺

              B.纸带与打点计时器的两个限位孔要在同一竖直线上

              C.实验中若其他条件不变且空气阻力恒定时,选用重锤质量的大小不影响实验的误差

              D.选用纸带上任意可计算速度的两点都可以用来验证机械能守恒定律

②安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如下图所示。图中O点为为打点起始点,且速度为零。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

选取纸带上打出的连续点A、B、C,…,测出其中E、F、G点距打点起始点O的距离分别为h1、h2、h3,已知重锤质量为m,当地重力加速度为g,打点计时器打点周期为T。为验证此实验过程中机械能是否守恒,需要计算出从打下O点到打下F点的过程中,重锤重力势能的减少量6ec8aac122bd4f6e=_    为能的增加量6ec8aac122bd4f6e      (用题中所给字母表示)。

③以各点到起始点的距离h为横坐标,以各点速度的平方6ec8aac122bd4f6e为纵坐标建立直角坐标系,用实验测得的数据绘出6ec8aac122bd4f6e图线,如图所示。从6ec8aac122bd4f6e图线求得重锤下落的加速度

6ec8aac122bd4f6e=         m/s2。(保留3位有效数字)

说明: 6ec8aac122bd4f6e