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一同学想设计一个轨道玩具,其设想是将一光滑的倾角为θ斜面轨道和一半径为r的光滑半...

一同学想设计一个轨道玩具,其设想是将一光滑的倾角为θ斜面轨道和一半径为r的光滑半圆弧轨道两轨道最低点平滑无缝连接,半圆弧轨道最高点和最低点在同一竖直线上,在轨道连接处无能量损失,让一小球从斜面上某一位置由静止释放,沿斜面轨道和半圆弧轨道运动,经过圆弧的顶点水平抛出并垂直落在斜面上,如图所示,如果他的想法可行,则斜面倾角θ应满足什么条件?在满足条件的情况下,小球释放位置距斜面底端高h为?

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角满足或 、 【解析】 试题分析:设小球从圆弧顶点以速度抛出,经过时间秒垂直落在斜面上,斜面的倾角为.如图所示,则: 或 ..(1分) (1分) 或 (1分) 即: 或 所以,当斜面角满足或 时,其设计是可行的. 当小球在斜面上运动到与圆弧顶端等高位置A点时,小球的速度为. 设此时小球下落高度为,根据动能定理, 所以,小球下滑的高度距斜面底端 或 考点:考查了动能定理,圆周运动,平抛运动规律的综合应用  
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考点分析:
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如甲图所示,长为4m的水平轨道AB与倾角为37°的足够长斜面BC在B处平滑连接,有一质量为2kg的滑块,从A处由静止开始受水平向右的力F作用,F与位移x的关系按乙图所示规律变化,滑块与AB和BC间的动摩擦因数均为0.5,重力加速度g取l0m/s2。求:

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(1)滑块第一次到达B处时的速度大小;

(2)不计滑块在B处的速率变化,滑块到达B点时撤去力F,滑块冲上斜面,则滑块最终静止的位置与B点的距离多大。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

 

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土星上空有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动。其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心距离分别为rA=8.0×104 km和r B=1.2×105 km。忽略所有岩石颗粒间的相互作用。(结果可用根式表示)

(1)求岩石颗粒A和B的线速度之比;(2)求岩石颗粒A和B的周期之比;

 

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一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如下图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。重力加速度为g

(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为         

(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:

弹簧压缩量x/cm

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

小球飞行水平距离s/×102cm

2.01

3.00

4.01

4.98

6.01

6.99

结合(1)问与表中数据,弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为        

满分5 manfen5.com(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为       

 

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验证机械能守恒定律的实验可以采用如下图所示的(甲)或(乙)方案来进行。

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比较这两种方案,___________(填)方案好些,理由是_____________     _。

如图(丙)是该实验中得到的一条纸带,测得每两个计数点间的距离如图所示,已知每两个计数点之间的时间间隔T=0.1s。物体运动的加速度a=___________m/s2(保留两位有效数字);该纸带是采用__________(填)实验方案得到的。

图(丁)是采用(甲)方案时得到的一条纸带,在计算图中N点速度时,几位同学分别用下列不同的方法进行,其中正确的是:(    

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A. 满分5 manfen5.com  B. 满分5 manfen5.com

C. 满分5 manfen5.com   D. 满分5 manfen5.com

 

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如图所示,平直木板AB倾斜放置,板上的P点距A端较近,小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小,先让物块从A由静止开始滑到B。然后,将A着地,抬高B,使木板的倾角与前一过程相同,再让物块从B由静止开始滑到A。上述两过程相比较,下列说法中一定正确的有(   )

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A.物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量,前一过程较少

B.物块经过P点的动能,前一过程较小

C.物块滑到底端的速度,两次大小相等

D.物块从顶端滑到底端的时间,前一过程较长

 

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