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如圖1-3所示,一質量m=2.0 kg的物體從半徑為R=5.0 m的圓弧的A端在拉力作用下沿圓弧運動到B端.拉力F大小不變始終為15 N,方向始終與物體在該點的切線成37°角.物體與圓弧面的動摩擦因數為0.2.圓弧所對應的圓心角為60°,BO邊為豎直方向.求這一過程中:

圖1-3

(1)拉力F做的功;

(2)重力mg做的功;

(3)圓弧面對物體的支持力N做的功;

(4)圓弧面對物體的摩擦力Ff做的功.

 

解析:(1)由于拉力F大小不變,方向時刻改變(方向始終與物體在該點的切線成37°角),是一個變力.我們可以用“分割求和”的思想方法得出:WF=Rcos37°=20πJ.

(2)重力mg做的功:WG=mgR(1-cos60°)=50 J.

(3)圓弧面對物體的支持力N做的功:由于支持力N始終與物體運動方向垂直,所以支持力N不做功:WN=0.

(4)圓弧面對物體的摩擦力Ff做的功,由于摩擦力不僅方向時刻改變,而且大小也在時刻改變,所以不能用功的計算式來計算功.

答案:(1)20πJ  (2)50 J  (3)0  (4)無法求解


練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖1甲所示,勁度系數為k2的輕質彈簧,豎直放在桌面上,上面壓一質量為m的物塊,另一勁度系數為k1的輕質彈簧豎直地放在物塊上面,其下端與物塊上表面連接在一起,要想使物塊在靜止時,下面彈簧承受物重的2/3,應將上面彈簧的上端A豎直向上提高的距離是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

按題目要求作答。解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位。

 (1)(8分)某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”,他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙,當滑塊連接上紙帶,用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時,釋放小桶,滑塊處于靜止狀態,若你是小組中的一位成員,要完成該項實驗,則:

    1) 你認為還需要的實驗器材有____________.

  

 2) 實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等,沙和沙桶的總質      量應滿足的實驗條件是                                  

    實驗時首先要做的步驟是                                       

 

3) 在(2)的基礎上,某同學用天平稱量滑塊的質量m往沙桶中裝入適量的細沙,用天平稱出此時沙和沙桶的總質量M.讓沙桶帶動滑塊加速運動,用打點計時器記錄其運動情況,在打點計時器打出的紙帶上取兩點,測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小vl與v2(vl< v2).則本實驗最終要驗證的數學表達式為  _______________________   (用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)。

 

2、①某同學用如題圖34-2所示的裝置來探究機械能守恒定律:實驗中,得到了甲、乙、丙三條實驗紙帶,如圖34-3所示,則應選_____紙帶好。

在實驗中若所用重物的質量為1.00kg,當地的重力加速度為g=9.80m/s2,在某次實驗中得到一條點跡清晰的紙帶,如圖34-4所示,把第一個點記作O ,另選取連續的4個點A、B、C、D作為測量的點,經測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm,70.18cm,77.76cm、85.73cm。

②根據以上數據,可知重物由O點運動到C點,重力勢能的減少量等于____J,動能的增加量等于____J(取三位有效數字).

③由以上的計算結果可看出,重物由O點運動到C點,重力勢能的減少量      于動能的增加量,試簡單闡述造成這一結果的兩個理由            、             

 

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科目:高中物理 來源:2012屆倫教中學高三級理科綜合考試月考物理試卷 題型:實驗題

按題目要求作答。解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位。
(1)(8分)某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”,他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙,當滑塊連接上紙帶,用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時,釋放小桶,滑塊處于靜止狀態,若你是小組中的一位成員,要完成該項實驗,則:
1) 你認為還需要的實驗器材有____________.
2) 實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等,沙和沙桶的總質      量應滿足的實驗條件是                                  
實驗時首先要做的步驟是                                       
3) 在(2)的基礎上,某同學用天平稱量滑塊的質量m往沙桶中裝入適量的細沙,用天平稱出此時沙和沙桶的總質量M.讓沙桶帶動滑塊加速運動,用打點計時器記錄其運動情況,在打點計時器打出的紙帶上取兩點,測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小vl與v2 (vl< v2).則本實驗最終要驗證的數學表達式為   _______________________  (用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)。

2、①某同學用如題圖34-2所示的裝置來探究機械能守恒定律:實驗中,得到了甲、乙、丙三條實驗紙帶,如圖34-3所示,則應選_____紙帶好。

在實驗中若所用重物的質量為1.00kg,當地的重力加速度為g=9.80m/s2,在某次實驗中得到一條點跡清晰的紙帶,如圖34-4所示,把第一個點記作O ,另選取連續的4個點A、B、C、D作為測量的點,經測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm,70.18cm,77.76cm、85.73cm。
②根據以上數據,可知重物由O點運動到C點,重力勢能的減少量等于____J,動能的增加量等于____J(取三位有效數字).
③由以上的計算結果可看出,重物由O點運動到C點,重力勢能的減少量     于動能的增加量,試簡單闡述造成這一結果的兩個理由            、             

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科目:高中物理 來源:2011-2012學年倫教中學高三級理科綜合考試月考物理試卷 題型:選擇題

按題目要求作答。解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位。

 (1)(8分)某探究學習小組的同學欲驗證“動能定理”,他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置,另外他們還找到了打點計時器所用的學生電源、導線、復寫紙、紙帶、小木塊、細沙,當滑塊連接上紙帶,用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時,釋放小桶,滑塊處于靜止狀態,若你是小組中的一位成員,要完成該項實驗,則:

    1) 你認為還需要的實驗器材有____________.

  

 2) 實驗時為了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等,沙和沙桶的總質       量應滿足的實驗條件是                                   

    實驗時首先要做的步驟是                                       

 

3) 在(2)的基礎上,某同學用天平稱量滑塊的質量m往沙桶中裝入適量的細沙,用天平稱出此時沙和沙桶的總質量M.讓沙桶帶動滑塊加速運動,用打點計時器記錄其運動情況,在打點計時器打出的紙帶上取兩點,測出這兩點的間距L和這兩點的速度大小vl與v2 (vl< v2).則本實驗最終要驗證的數學表達式為   _______________________   (用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量)。

 

2、①某同學用如題圖34-2所示的裝置來探究機械能守恒定律:實驗中,得到了甲、乙、丙三條實驗紙帶,如圖34-3所示,則應選_____紙帶好。

在實驗中若所用重物的質量為1.00kg,當地的重力加速度為g=9.80m/s2,在某次實驗中得到一條點跡清晰的紙帶,如圖34-4所示,把第一個點記作O ,另選取連續的4個點A、B、C、D作為測量的點,經測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為62.99cm,70.18cm,77.76cm、85.73cm。

②根據以上數據,可知重物由O點運動到C點,重力勢能的減少量等于____J,動能的增加量等于____J(取三位有效數字).

③由以上的計算結果可看出,重物由O點運動到C點,重力勢能的減少量      于動能的增加量,試簡單闡述造成這一結果的兩個理由             、              

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖B-3所示,a、b為兩根相連的輕質彈簧,它們的勁度系數分別為ka=1×103N/m、kb=2×103N/m,原長分別為La=6cm、Lb=4cm.在下端掛一物體G,物體受到的重力為10N,平衡時,彈簧a、b下端受到的彈力分別是Fa=________N,Fb=_________N;彈簧a、b的長度分別是la=_________cm,lb=__________cm

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