C.取下细绳和易拉罐换一条纸带,让小车由静止释放,打出的纸带如图乙(中间部分未画出),O为打下的第一点。已知打点计时器的打点频率为f,重力加速度为g。
(1)步骤C中小车所受的合外力为______;
(2)为验证从O→C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系,测出BD间的距离为x0,OC间距离为x1,则C点的速度为_____。需要验证的关系式为______(用所测物理量的符号表示)。
13.用图所示实验装置验证机械能守恒定律.通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落,下落过程中经过光电门B时,通过与之相连的毫秒计时器(图中未画出)记录下挡光时间t,测出AB之间的距离h.实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束.
(1)为了验证机械能守恒定律,还需要测量下列哪些物理量_____.
A.A点与地面间的距离H
B.小铁球的质量m
C.小铁球从A到B的下落时间tAB
D.小铁球的直径d
(2)小铁球通过光电门时的瞬时速度v=_____,若下落过程中机械能守恒,则与h的关系式为=_____.
四、解答题
14.滑板运动是一项惊险而又刺激的极限运动,深受青少年喜爱。现将其一条赛道简化成如下模型,如图所示,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直.滑板运动员用小物块替代,小物块以速度 v 从轨 道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,求:轨道半径 r 为多大 时,此距离有最大值,最大值为多少?(重力加速度大小为 g)
15.如图所示,一位同学玩飞镖游戏。圆盘最上端有一点 P,飞镖被抛出时与P等高,且与P点距离为L。在将飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时,圆盘绕经过圆心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力,重力加速度为g。若飞镖恰好击中P点(飞镖击中P点时,P恰好在最下方),求:
(1)圆盘的半径 R;
(2)P点随圆盘转动的线速度v。
16.如图所示,光滑固定斜面倾角θ=30°,一轻质弹簧底端固定,上端与 M=3kg的物体B相连,初始时B 静止,A物体质量m=1kg,在斜面上距B物体S1=10cm 处由静止释放,A 物体下滑过程中与B发生碰撞,碰撞时间极短,碰撞后粘在一起,已知碰后AB经 t=0.2s 下滑S2=5cm至最低点,弹簧始终处于弹性限度内,A、 B可视为质点,g 取 10m/s2,求:
(1)从碰后到最低点的过程中弹性势能的增加量
(2)从碰后至返回到碰撞点的过程中,弹簧对物体B冲量的大小.
17.光滑的长轨道形状如图所示,下部为半圆形,半径为 R=0.3 m,固定在竖直平面内。质量分别为 m、2m的两小环 A、B 用长为的轻杆连接在一起,套在轨道上,A 环距轨道底部高为,现将 A、B 两环从图示位置由静止释放。重力加速度为g,已知 sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)运动过程中 A 环距轨道底部的最大高度;
(2)A环到达轨道底部时,A、B两环速度大小。