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如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内,其弯曲部分是由...

如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的S形轨道固定于竖直平面内,其弯曲部分是由两个半径均为R的半圆平滑对接而成满分5 manfen5.com(圆的半径远大于细管内径),轨道底端D点与粗糙的水平地面相切。现一辆玩具小车m以恒定的功率从E点由静止开始出发,经过一段时间t之后,出现了故障,发动机自动关闭,小车在水平地面继续运动并进入S形轨道,从轨道的最满分5 manfen5.com高点A飞出后,恰好垂直撞在固定斜面B上的C点,C点与下半圆的圆心等高。已知小车与地面之间的动摩擦因数为μ,ED之间的距离为x0,斜面的倾角为30º。求:

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(1)小车到达C点时的速度大小为多少?

(2)在A点小车对轨道的压力是多少,方向如何?

(3)小车的恒定功率是多少?

 

(1)(2)mg,竖直向上;(3) 【解析】 试题分析::(1)小车到达A点时的速度为vA,离开A点后做平抛运动,落到C点时, 竖直方向上:h═3R=gt2, 小车到达C点时的竖直分速度:vy=gt, 在C点tan30°=,, 解得:,; (2)小车在A点的速度, 在A点,由牛顿第二定律得:mg+F=m, 解得:F=mg,方向竖直向下, 由牛顿第三定律可知,小车对轨道的压力F′=F=mg,竖直向上; (3)从D到A过程,机械能守恒,由机械能守恒定律得:mvD2=mg•4R+mvA2, 小车从E到D的过程,由动能定理得: Pt-μmgx0=mvD2 解得:; 考点:平抛运动;牛顿定律的应用及动能定理的应用.  
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考点分析:
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石墨烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化,其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖.用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建太空电梯的梦想有望在本世纪实现.科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换.

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(1) 有关地球同步轨道卫星,下列表述正确的是:

A.卫星距离地面的高度大于月球离地面的高度

B.卫星的运行速度小于第一宇宙速度

C.卫星运行时可能经过嘉兴的正上方

D.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度

(2) 若把地球视为质量分布均匀的球体,已知同步卫星绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a1,近地卫星绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a2,地球赤道上的物体做匀速圆周运动的向心加速度大小为a3,地球北极地面附近的重力加速度为g1,地球赤道地面附近的重力加速度为g2,则:

A. a1=g1        B. a2=g1       C. a3=g1        D. g1 -g2=a3

(3)当电梯仓停在距地面高度h=4R的站点时,求仓内质量m=50kg的人对水平地板的压力大小.取地面附近重力加速度g取10m/s2,地球自转角速度ω=7.3×10-5rad/s,地球半径R=6.4×103km.(结果保留三位有效数字)

 

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据报道,一儿童玩耍时不慎从45m高的阳台上无初速掉下,在他刚掉下时恰被楼下的管理人员发现,该人员迅速由静止冲向儿童下落处的正下方楼底,准备接住儿童。已知管理人员到楼底的距离为18m,为确保安全稳妥的接住儿童,管理人员将尽力节约时间,但又必须保证接儿童时没有水平方向的冲击,不计空气阻力,将儿童和管理人员都看做质点,设管理人员奔跑过程中只做匀速或匀变速运动,g取10m/s2

(1)管理人员至少要用多大的平均速度跑到楼底?

(2)若管理人员在加速或减速过程中的加速度大小相等,且最大速度不超过9m/s,求管理人员奔跑时加速度需满足什么条件?

 

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如图所示:质量为m物体,在外力F的作用下静止在倾角为θ的光滑固定斜面上。

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(1)若外力F竖直向上,求外力F的大小。

(2)若外力F水平向右,求外力F的大小。

(3)要使作用于物体的外力F最小,F应该朝哪个方向?此时F的大小是多少?

 

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(A满分5 manfen5.com).子弹以300m/s的速度沿直线射向固定的木板,穿过木板的过程视为匀减速运动。若木板厚5cm,射穿第一块木板时速度减小到200m/s,求:

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(1)子弹的加速度是多大?

(2)通过计算说明,子弹能否射穿第二块相同的木板?

 

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某位同学在做探究弹力与弹簧伸长的关系实验时,所得的数据如下表所示。

钩码个数

0

1

2满分5 manfen5.com

3

4

5

6

弹簧长度/cm

46.3

53.1

60.0

66.9

77.5

80.3

87.1

(1)请在所示的坐标纸中画出弹力F与伸长量x的关系图线。(实验中所挂钩码每个50克,g10m/s2)

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(2)弹簧的劲度系数为_________N/m,图象满分5 manfen5.com与x轴交点的物理意义是________________________

 

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