高中物理力学实验计算题

(6分)如图所示，在以角速度ω=2rad/s匀速转动的水平圆盘上，放一质量m=5kg的滑块，滑块离转轴的距离r=0.2m，滑块跟随圆盘一起做匀速圆周运动（二者未发生相对滑动）．求：

（1）滑块运动的线速度大小；
（2）滑块受到静摩擦力的大小和方向．
（3）滑块跟随圆盘运动一周过程中静摩擦力所做的功．

如图，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥顶角2θ。当圆锥和球一起以角速度匀速转动时，球恰好对锥面无压力，此时绳的拉力是多少？角速度为多大？

一辆质量为800kg的汽车行驶在圆弧半径为50米的拱桥，当汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥顶的压力是多大？（g=10m/s²）

如图甲所示是一个单摆振动的情形，O是它的平衡位置，B、C是摆球所能到达的最远位置．设摆球向右方向运动为正方向．图乙所示是这个单摆的振动图象．根据图象回答：(取π²＝10)

(1)单摆振动的频率是多大？
(2)开始时刻摆球在何位置？
(3)若当地的重力加速度为10 m/s²，试求这个摆的摆长是多少？

如图所示，不计滑轮的摩擦，将弹簧C的右端由a点水平拉到b点时，弹簧B刚好没有形变。求A.b两点间的距离。已知弹簧B.C的劲度系数分别为，钩码的质量为m，弹簧C的右端在a点时刚好没有形变。

从跳高运动史看，100年内跳高的姿势发生了五次变革，跨越式、剪式、滚式、俯卧式、背越式五种．每改革一次姿势，跳高的世界纪录就提高一次.1.70 m的第一个世界纪录是用跨越式创造的；第二届奥运会上，巴克斯捷尔用剪式越过1.90 m的横杆；1912年美国运动员霍林用滚式创造了2.01 m的好成绩；29年以后美国运动员用俯卧式以2.11 m的成绩创造了新的世界纪录．现代新的姿势是背越式，背越式出现以后，跳高的成绩更加提高了，1984年我国运动员朱建华创造的世界纪录为2.30 m．1993年古巴运动员索托马约尔创造了2.43 m的世界纪录，现在各国的优秀跳高运动员都在力争创造更高的世界纪录．

图2－1－8
跳高姿势的变化是不断刷新跳高成绩的关键之一，但是在姿势的变化中包含着哪些物理原理呢？

一个放在水平面上的物体质量为2.0kg，在沿水平方向的拉力作用下运动，其运动速度随时间变化的图象如图所示.已知地面与物体之间的动摩擦因数为0.2，则在0～4.0s的时间内，（g取10m／s²）求：

（1）物体运动的加速度和位移？
（2）拉力对物体所做的功为多少焦？
（3）在第4s末拉力对物体做功的瞬时功率为多少瓦？

如图所示，用细线通过轻网兜把质量为m=0.5kg的足球挂在光滑墙壁上（细线延长线通过足球球心）。已知悬点到足球球心的距离为L=0.5m，足球的半径为R=0.3m，重力加速度为g=10m/s²，，求：

（1）细线的拉力T的大小；
（2）足球对墙壁弹力N的大小和方向。

在倾角为30°的斜面上，固定一挡板，在挡板和斜面之间放置同一重为G=20N密度均匀的光滑圆球，如图甲和乙所示两种情况．甲图中的挡板保持竖直，乙图中的档板保持与斜面垂直，圆球处于静止状态，试分别求出两种情况下斜面对球作用力的大小．

一辆质量为2吨的汽车由静止开始沿一倾角为30⁰的足够长斜坡向上运动，汽车发动机的功率保持48kW不变，行驶120m后达到最大速度。已知汽车受到地面的摩擦阻力为2000N。（g=10m/s²）求：
（1）汽车可以达到的最大速度
（2）汽车达到最大速度所用的时间（结束保留一位小数）

某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验时，将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂，测出其自然长度；然后在其下部施加外力F，测出弹簧的总长度L，改变外力F的大小，测出几组数据，作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图所示．（实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的）由图可知该弹簧的自然长度为    cm；该弹簧的劲度系数为    N/m．

质量为m的汽车沿平直公路行驶，发动机的额定功率为P₀．当它的加速度为a时，速度为v，此时发动机的实际功率为P₁．假设运动中所受阻力恒定，则它在平直公路匀速行驶的最大速度是多少？（实际功率不超过额定功率）

如图所示，半径为r=1m的长圆柱体绕水平轴OO′以角速度ω=2rad/s匀速转动，将一质量为m=1kg的物体A（可看作质点）放在圆柱体的正上方，并用平行于转轴的光滑挡板（图中未画出），挡住使它不随着圆柱体一起转动而下滑，物块与圆柱体间动摩擦因数为0.4。现用平行于水平转轴的力F推物体，使物体以a=2m/s²的加速度，向右由静止开始匀加速滑动并计时，整个过程没有脱离圆柱体，重力加速度g取10m/s²，则：

（1）若没有推力F，滑块静止于圆柱体上时，挡板对滑块的弹力大小
（2）存在推力F时，F是否为恒力，若是求其大小；若不是，求其大小与时间的关系
（3）存在推力F时,带动圆柱体匀速转动的电动机输出功率与时间关系

一物体沿直线运动，先以3m/s的速度运动60m，又以2m/s的速度继续向前运动60m，物体在整个运动过程中平均速度是多少？

小球用一条不可伸长的轻绳相连接，绳的另一端固定在悬点上。当小球在竖直面内来回摆动（如图甲所示），用力传感器测得绳子对悬点的拉力大小随时间变化的曲线（如图乙所示）。已知绳长为1.6m，绳子的最大偏角θ=60 ^o，g=10m/s²，试求：

（1）小球的质量m；
（2）小球经过最低时的速度v。