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如图所示AB为半径R=1m四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道,在四分之一圆弧区域内存在...

如图所示AB为半径R=1m四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道,在四分之一圆弧区域内存在着E=1×106V/m竖直向上的匀强电场,有一质量m=lkg带电量q=1.4×10-5C正电荷的物体(可视为质点),从A点的正上方距离A点H处由静止开始自由下落(不计空气阻力),BC段为长L=2m,与物体动摩擦因数的粗糙绝缘水平面,CD段为倾角θ=530且离地面DE高h=0.8m的斜面。已知sin530=0.8,cos530=0.6,求:

(1)若H=1m,物体能沿轨道AB到达最低点,求它到达B点时对轨道的压力大小;

(2)若H=0.85m,计算物体从C处射出后打到的位置(不讨论物体的反弹以后的情况);

(3)通过你的计算判断:是否存在某一H值,能使物体沿轨道AB经过最低点B后最终停在距离B点0.8m处。

 

(1)8N (2) (3)不存在这样的H值 【解析】试题分析:根据动能定理求出物体到达B点的速度,结合牛顿第二定律求出支持力的大小,从而结合牛顿第三定律得出到达B点对轨道的压力.根据动能定理求出B点速度,结合平抛运动知识即可求解,牛顿第二定律和运动学公式求出停止的位置距离B点的最小距离,从而进行判断. (1)物体由静止运动到B点的过程中, 根据动能定理: 到达B点有: 代入数据解得: 根据牛顿第三定律,支持力与压力大小相等,方向相反,所以物体对轨道的压力大小为,方向竖直向下 (2)物体由静止运动到C点的过程中,根据动能定理: 代入数据得: 假设物体从C射出后落在CD上的P点, 有, , 由几何关系求出抛出点与落点的距离为,故假设成立,P距离C (3)要使物体沿轨道AB到达最低点B,当支持力为0时,最低点有个最小速度v,   解得:v=2m/s 在粗糙水平面滑行时的加速度a=μg=2m/s2  物体最终停止的位置距离B :   即物体能沿着轨道从A运动到B,停的位置最近离B点1m,所以不存在这样的H值 点睛:本题主要考查了动能定理、牛顿第二定律、运动学公式的综合,对学生的能力要求较高,属于难题。  
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考点分析:
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如图,A、B、C三个木块的质量均为m,置于光滑的水平面上,B、C之间有一轻质弹簧,弹簧的两端与木块接触而不固连,将弹簧压紧到不能再压缩时用细线把B和C紧连,使弹簧不能伸展以至于B、C可视为一个整体,让A以初速度v0沿BC的连线方向朝B运动,与B相碰并粘合在一起,之后立即断开细线,求:

(1)A、B碰撞过程中产生的热量;

(2)已知弹簧恢复原长时C的速度为v0,求此时AB的速度及弹簧释放的弹性势能。

 

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如图所示,水平细杆上套一环A,环A与球B间用一不可伸长轻质绳相连,质量分别为mA04 kgmB030 kg,由于B球受到水平风力作用,使环A与球B一起向右匀速运动。运动过程中,绳始终保持与竖直方向夹角θ30°,重力加速度g10 m/s2,求:

1B球受到的水平风力大小;

2)环A与水平杆间的动摩擦因数。

 

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利用图示装置可以做力学中的许多实验:

(1)以下说法正确的是________

A.利用此装置“研究匀变速直线运动”时,必须设法消除小车和木板间的摩擦力的影响

B.利用此装置探究“小车的加速度与合外力的关系”:当小车与车中砝码的总质量远大于小桶及桶中砝码的总质量时,才可以认为绳对小车的拉力大小约等于小桶及桶中砝码的总重力

C.利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”并用图像法处理数据时,如果画出的a-M关系图像不是直线,就可以确定加速度和质量成反比

(2)利用如图装置做“探究加速度与力的关系”的实验:小车搁置在水平放置的长木板上,纸带连接车尾并穿过打点计时器,用来测小车的加速度a,小桶通过细线对小车施拉力F。

 

Ⅰ.某次实验得到的一条纸带如图所示,从比较清晰的点起,每五个打印点取一个点作为计数点,分别标为0、1、2、3、4。测得0、1两计数点间距离s1=30.0mm,3、4两计数点间距离s4=48.0mm,则小车的加速度为________m/s2。(结果保留两位有效数字)

 

 

Ⅱ.在保持小车质量不变的情况下,改变对小车拉力F的大小,测得小车所受拉力F和加速度a的数据如下表:

 

 

F/N

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

a /(ms-2)

0.10

0.21

0.29

0.41

0.50

 

 

 

 

 

①据测得的数据,在下图中作出a-F图象。

②由图象可知,小车与长木板之间的最大静摩擦力大小为_________N。(结果取两位有效数字)

③若要使作出的aF图线过坐标原点,需要调整实验装置,可采取以下措施中的___

A.增加小车的质量           
B.减小小车的质量

C.适当垫高长木板的右端   
D.适当增加小桶内砝码质量

 

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如图所示为“验证动量守恒定律”实验装置图:

(1)若入射小球A质量为m1,半径为r1,被碰小球B质量为m2,半径为r2,则_______

A.m1>m2,r1>r2

B.m1>m2,r1<r2

C.m1>m2,r1=r2

D.m1<m2,r1=r2

(2)小球A下滑过程中与斜槽轨道间存在摩擦力,这对实验结果_______产生误差(填“会”或“不会”)。

(3)若入射小球A质量为m1,被碰小球B质量为m2,P为碰撞之前落地小球落点的平均位置,则关系式_____________(用m1、m2及图中字母表示)成立,及表示碰撞过程中动量守恒。

 

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如图甲所示,为测定物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系,将某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出,调节斜面与水平方向的夹角θ,实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示,g10m/s2,根据图象可求出( )

A. 物体的初速率v0=3m/s

B. 物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.75

C. 当某次θ=300时,物体达到最大位移后将沿斜面下滑

D. 当某次θ=450时,物体达到最大位移后将沿斜面下滑

 

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