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(10分) 如图14所示,一个圆弧形光滑细圆管轨道ABC,放置在竖直平面内,轨...

 (10分) 如图14所示,一个6ec8aac122bd4f6e圆弧形光滑细圆管轨道ABC,放置在竖直平面内,轨道半径为R,在A 点与水平地面AD相接,地面与圆心O等高,MN是放在水平地面上长为3R、厚度不计的垫子,左端M正好位于A点.将一个质量为m、直径略小于圆管直径的小球从A处管口正上方某处由静止释放,不考虑空气阻力.

(1)若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端,则小球经过C点时对管的作用力大小和方向如何?

(2)欲使小球能通过C点落到垫子上,小球离A点的最大高度是多少?

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 【解析】 (1)小球离开C点做平抛运动,落到M点时水平位移为R,竖直下落高度为R,根据运动学公式可得:   运动时间                   (1分) 从C点射出的速度                                          (1分) 设小球以v1经过C点受到管子对它的作用力为N,由向心力公式可得                                                 (1分) ,                                        (1分) 由牛顿第三定律知,小球对管子作用力大小为,方向竖直向下.   (1分) (2)根据机械能守恒定律,小球下降的高度越高,在C点小球获得的速度越大.要使小球落到垫子上,小球水平方向的运动位移应为R~4R,由于小球每次平抛运动的时间相同,速度越大,水平方向运动的距离越大,故应使小球运动的最大位移为4R,打到N点.设能够落到N点的水平速度为v2,根据平抛运动求得:                                           (2分) 设小球下降的最大高度为H,根据机械能守恒定律可知,                                          (2分)                                           (1分)
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 (8分)在一个点电荷Q的电场中,Ox坐标轴与它的一条电场线重合,坐标轴上A、B两点的坐标分别为2.0m和5.0 m.已知放在A、B两点的试探电荷受到的电场力方向都跟x轴的正方向相同,电场力的大小跟试探电荷所带电荷量大小的关系图象如图13中直线a、b所示,放在A点的电荷带正电,放在B点的电荷带负电.求:

(1)B点的电场强度的大小和方向.

(2)试判断点电荷Q的电性,并确定点电荷Q的位置坐标.

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 (8分)如图12所示,在倾角为θ=37°的斜面两端,垂直于斜面方向固定两个弹性板,两板相距d=2m,质量为m=10g,带电量为q=+1×10-7C的物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.2,物体从斜面中点以大小为v0=10m/s的速度沿斜面开始运动.若物体与弹性板碰撞过程中机械能不损失,电量也不变,匀强电场(方向与斜面平行)的场强E=2×106N/C,求物体在斜面上运动的总路程.(g取10m/s2  sin37°=0.6  cos37°=0.8)

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 (8分)如图11(a),质量m=1kg的物体沿倾角6ec8aac122bd4f6e的固定粗糙斜面由静止开始向下运动,风对物体的作用力沿水平方向向右,其大小与风速6ec8aac122bd4f6e成正比,比例系数用k表示,物体加速度6ec8aac122bd4f6e与风速6ec8aac122bd4f6e的关系如图(b)所示,求:

(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;

(2)比例系数k.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

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 (8分)质量是2000kg、额定功率为80kW的汽车,在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s。若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2m/s2,运动中的阻力不变。求:①汽车所受阻力的大小。②汽车做匀加速运动的时间。

 

 

 

 

 

 

 

 

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 ①在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中,某同学采用如图10所示的装置的实验方案,他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为在实验中应该采取的两项必要措施是:

a                                                        ;     

   b                                                       

②要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度外,还要测出的物理量有      

                                                                         

 

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