高中物理力学实验计算题

如图（甲）所示的双人花样滑冰的物理学原理，可雷同与图（乙）所示的物理模型。在圆盘的正中心放置一方形底座，底座中央插一直杆，杆上P点系一轻绳，绳的另一端系一小球。小球质量为m，底座和杆的总质量为M，底座和盘的动摩擦因数为µ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。P点到盘心的竖直距离为h，重力加速度取g，绳长大于h，转动过程中底座与杆不会翻倒。
（1）待小球随盘稳定转动后，发现小球对盘刚好无挤压，则此时盘匀速转动的周期T₀为多大？
（2）将盘转动的周期调到2T₀，待小球随盘稳定转动后，发现底座刚好不打滑，则此时小球的旋转半径为多大？

将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲中O点为单摆的固定悬点，现将质量ｍ＝0.05kg的小摆球(可视为质点)拉至A点，此时细线处于张紧状态，释放摆球，则摆球将在竖直平面内的A、C之间来回摆动，其中B点为运动中的最低位置。∠AOB=∠COB=θ（θ小于10°且是未知量）。由计算机得到的细线对摆球的拉力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，且图中t=0时刻为摆球从A点开始运动的时刻。试根据力学规律和题中所给的信息，(g取10m/s²，=0.89)，求：

⑴单摆的振动周期和摆长。
⑵摆球运动到平衡位置时的速度。
⑶图乙中细线拉力最小值为多少？

如图所示,一个小物体沿光滑的1/4圆弧轨道的A点无初速滑下,圆弧的半径为R，当小物体滑至圆弧轨道的最低点B时。（已知重力加速度为g）

求：（1）小物体滑至圆弧的最低点B时的速度大小。
（2 ）小物体滑至圆弧的最低点B时对圆弧的压力。

一质量m＝0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角为30º足够长的斜面，某同学利用DIS实验系统测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度，如图所示为通过计算机绘制出的滑块上滑过程的v－t图。求：（g取10m/s²）
（1）滑块与斜面间的动摩擦因数；
（2）判断滑块最后能否返回斜面底端？若能返回，求出返回斜面底端时的动能；若不能返回，求出滑块停在什么位置。

如图所示，有一半径为r＝0.2 m的圆柱绕竖直轴OO′以ω＝9 rad/s的角速度匀速转动，今用力F将质量为1 kg的物体A压在圆柱侧面，使其以v₀＝2.4 m/s的速度匀速下降．若物体A与圆柱面的动摩擦因数μ＝0.25，求力F的大小．(已知物体A在水平方向受光滑挡板的作用，不能随轴一起转动)

一质量为2000 kg的汽车，行驶到一座半径为40m的圆弧形拱桥顶端时，汽车运动速度为8m/s。求此时汽车对桥面的压力的大小（g=10m/s²）。

半径R=0.50m的光滑圆环固定在竖直平面内，如图所示，轻质弹簧的一端固定在环的最高点A处，另一端系一个质量m = 0.20kg的小球，小球套在圆环上，已知弹簧的原长L_o = 0.50m，劲度系数K = 4.8N/m，将小球从图示位置的B点由静止释放，小球将沿圆环滑动并通过最低点C，在C点时弹簧的弹性势能，g取10m/s²。求：
（1）小球经过C点时的速度的大小V_C；
（2）小球经过C点时对环的作用力的大小和方向。

如图所示，位于水平面上的质量为1Kg的小木块，在大小为5N，方向与水平方向成37⁰角的拉力作用下从静止沿地面做加速运动，若木块与地面之间的动摩擦因数为0.5,求
（1）拉力、摩擦力、地面对物体的支持力在4s内做的功
（2）拉力在4s末的功率和4s内的平均功率

在“用单摆测定重力加速度”的实验中①测摆长时，若正确测出悬线长l和摆球直径d，则摆长为        ；②测周期时，当摆球经过         位置时开始计时并计数1次，测出经过该位置N次（约60～100次）的时间为t，则周期为          。
此外，请你从下列器材中选用所需器材，再设计一个实验，粗略测出重力加速度g，并参照示例填写下表（示例的方法不能再用）
A．天平；B．刻度尺；C．弹簧秤；D．电磁打点计时器；E．带夹子的重锤；
F．纸带；G．导线若干；H．铁架台；I．低压交流电源；J．低压直流电源；
G．小车；K．螺旋测微器；M．斜面（高度可调，粗糙程度均匀）

	所选器材 （只填器材序号）	简述实验方法 （不要求写出具体步骤）
示例	B、D、E、F、G、H、I	安装仪器，接通电源，让纸带随重锤竖直下落。 用刻度尺测出所需数据，处理数据，得出结果
实验 设计

（

如图所示，固定的凹槽水平表面光滑，其内放置形滑板，滑板两端为半径的1/4圆弧面，和分别是圆弧的端点，段表面粗糙，其余段表面光滑.小滑块和的质量均为，滑板的质量.和与面的动摩擦因数分别为=0.10和=0.40，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力.开始时滑板紧靠槽的左端，静止在粗糙面的B点.以的初速度从点沿弧面自由滑下，与发生弹性碰撞后，处在粗糙面点上.当滑到点时，滑板恰好与槽的右端碰撞并牢固粘连，继续滑动，到达点时速度为零.与视为质点，取，问：
（1）在段向右滑动时，滑板的加速度为多大？
（2）BC长度为多少？、、最终静止后，与间的距离为多少？

利用高楼楼顶下垂的单摆、实验室用的刻度尺和秒表，如何测定当地的重力加速度？请你设计一种行之有效的方法，写出简要的实验原理及计算g值的公式.（注意：单摆摆长无法直接测出）

有一测量微小时间差的装置，是由两个摆长略有微小差别的单摆同轴水平悬挂构成．两个单摆摆动平面前后相互平行.
（1）现测得两单摆完成50次全振动的时间分别为50.0 s和49.0 s，则两单摆的周期差ΔT＝____________ s；
（2）某同学利用此装置测量小于单摆周期的微小时间差，具体操作如下：把两摆球向右拉至相同的摆角处，先释放长摆摆球，接着再释放短摆摆球，测得短摆经过若干次全振动后，两摆恰好第一次同时同方向通过某位置，由此可得出释放两摆的微小时间差．若测得释放两摆的时间差Δt＝0.165 s，则在短摆释放____________ s（填时间）后，两摆恰好第一次同时向____________（填方向）通过____________ （填位置）；
（3）为了能更准确地测量微小的时间差，你认为此装置还可以做的改进是______________.

该实验中，实际上要改变摆长多次测量，求g的平均值，下表是两个同学设计的记录计算表，正确的是_____________.

用单摆测定重力加速度的实验中，有如下器材供选用，请把应选用的器材填在横线上_________.（填字母）

A．1 m长的粗绳

B．1 m长的细绳

C．半径为1 cm的小木球

D．半径为1 cm的小铅球

E.时钟
F.秒表
G.最小刻度为mm的米尺
H.最小刻度为cm的米尺
I.铁架台
J.附砝码的天平

一位同学用单摆做测量重力加速度的实验，他将摆挂起后，进行了如下步骤
A.测摆长:用米尺量出摆线的长度．
B.测周期：将摆球拉起，然后放开，在摆球通过最低点时，按下秒表开始计时，同时将此次通过最低点作为第1次，接着一直数到摆球第60次通过最低点时，按秒表停止计时，读出这段时间，算出单摆的周期.
C.将所测得的和代入单摆的周期公式，算出，将它作为实验的最后结果写入报告中去．
指出上面步骤中遗漏或错误的地方，写出该步骤的字母，并加以改正，（不要求进行误差计算）________________________________________________________．