将力传感器连接到计算机上就可以测量迅速变化的力的大小．在图甲所示的装置中.可视为质点的小滑块沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的AB之间往复运动.OA.OB与竖直方向之间的夹角相等且都为θ．某次实验.用力传感器测得滑块对器壁的压力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示.图中t=0时.滑块从A点开始运动．试根据力学规律和题中所给出的信息� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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将力传感器连接到计算机上就可以测量迅速变化的力的大小．在图甲所示的装置中，可视为质点的小滑块沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的AB之间往复运动，OA、OB与竖直方向之间的夹角相等且都为θ（θ＜10°）．某次实验，用力传感器测得滑块对器壁的压力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，图中t=0时，滑块从A点开始运动．试根据力学规律和题中（包括图中）所给出的信息．求：

（1）压力大小F随时间t变化的周期与小滑块运动的周期之比；
（2）容器的半径和小滑块的质量；
（3）小滑块运动过程中的最大动能．
（g取10m/s²）

【答案】分析：（1）通过图象得出压力大小随时间变化的周期，滑块的周期是压力变化周期的2倍．
（2）根据滑块的周期，结合单摆的周期公式求出容器的半径．滑块在最低点对底部的压力最大，在最高点压力最小，且沿径向的合力为零，根据牛顿第二定律结合机械能守恒定律求出滑块的质量．
（3）根据动能定理求出最大动能．
解答：解：（1）读图可得，压力大小F随时间t变化的周期T₁=0.2πs．
经判断知滑块运动的周期T₁是压力大小变化周期T₂的2倍，故

．
（2）滑块在AB之间做类似于单摆的简谐运动，周期T₂=0.4π s
由

得，容器的半径：R=

=0.4 m
当滑块运动到最低点时，由牛顿第二定律：

①
在A点时有：F_min=mgcosθ ②
滑块由A到最低点过程机械能守恒得：

③
其中，F_max=1.02N；F_min=0.99N
由①②③式解得小滑块的质量：m=0.10㎏cosθ=0.99
（3）当滑块运动到最低点时，滑块的最大动能最大，其值为

J
答：（1）压力大小F随时间t变化的周期与小滑块运动的周期之比为

．
（2）容器的半径为0.4m，小滑块的质量为0.10kg．
（3）小滑块运动过程中的最大动能为4×10^-3J．
点评：本题综合考查了动能定理、机械能守恒定律、牛顿第二定律，以及考查学生的读图能力，综合性较强，是一道好题．

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某同学用传感器来探究摩擦力，他的实验步骤如下：
①将力传感器连接到计算机上；
②将一质量m=3.75kg的木块置于水平桌面上，用细绳将木块和传感器连接起来；
③沿水平方向拉传感器，木块由静止开始运动，一段时间后停止拉动；
④将实验得到的数据经计算机处理后在屏幕上显示出如图所示的图象．（g取10m/s²）
下列有关这个实验的几个说法，其中正确的是（　　）

A．木块与桌面间的最大静摩擦力为3N

B．木块受到的最大静摩擦力比滑动摩擦力大

C．0～6 s内木块一直受到静摩擦力的作用

D．木块与桌面间的动摩擦因数为0.08

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（2007?南京二模）将力传感器连接到计算机上就可以测量迅速变化的力的大小．在图甲所示的装置中，可视为质点的小滑块沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的AB之间往复运动，OA、OB与竖直方向之间的夹角相等且都为θ（θ＜10°）．某次实验，用力传感器测得滑块对器壁的压力大小F随时间t变化的曲线如图乙所示，图中t=0时，滑块从A点开始运动．试根据力学规律和题中（包括图中）所给出的信息．求：

（1）压力大小F随时间t变化的周期与小滑块运动的周期之比；
（2）容器的半径和小滑块的质量；
（3）小滑块运动过程中的最大动能．
（g取10m/s²）

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科目：高中物理 来源：2012-2013学年山西省忻州一中高一上学期期末联考物理试卷（带解析） 题型：单选题

某同学用传感器来探究摩擦力，他的实验步骤如下：
①将力传感器连接到计算机上；②将一质量m="3.75" kg的木块置于水平桌面上，用细绳将木块和传感器连接起来；③沿水平方向拉传感器，木块由静止开始运动，一段时间后停止拉动；④将实验得到的数据经计算机处理后在屏幕上显示出如图所示的图象。（g取10m/s²）

下列有关这个实验的几个说法，其中正确的是