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(15分) 2006年都灵冬奥会上,我国选手以总分250.77的成绩创造中国自由...

(15分) 2006年都灵冬奥会上,我国选手以总分250.77的成绩创造中国自由式滑雪的里程碑,实现了我国冬奥史上金牌两个“零的突破”(男子项目金牌零的突破和雪上项目金牌零的突破),创造了我国冬奥会历史上的奇迹。自由式滑雪的运动模型可简化如下:如图所示,斜面轨道AB与水平面之间的夹角θ=53°,BD为半径R = 4 m的圆弧形轨道,且B点与D点在同一水平面上,在B点,轨道AB与圆弧形轨道BD相切,整个轨道处于竖直平面内且处处光滑,在A点处的一质量m=1kg的小球由静止滑下,经过BC点后从D点斜抛出去,最后落在地面上的S点处时的速度大小vs= 8m/s,已知A点距地面的高度H = 10m,B点距地面的高度h =5 m,设以MDN为分界线,假设其左边为存在空气阻力的区域,右边为不考虑空气阻力的真空区域,g取10m/s2,cos53°=0.6

(1)小球经过B点的速度为多大?

(2)小球经过圆弧轨道最低处C点时对轨道的压力多大?

(3)小球从D点抛出后,在MDN分界线左边的区域受到的阻力f与其瞬时速度方向始终相反,求小球从D点至S点的过程中,阻力f所做的功。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)vB=10m/s (2)N = 43N (3)W=-68J 【解析】 (1)设小球经过B点时的速度大小为vB,由机械能守恒得:         ………………………………………………2分         求得:vB=10m/s. ……………………………………………………1分 (2)设小球经过C点时的速度为vC,对轨道的压力为N,轨道对小球的压力N’,根据牛顿定律可得: N’-mg = ……………………………………2分 N’=N                                      1分 由机械能守恒得:……………………2分 由以上关系求得:N = 43N. …………………………………………1分 (3)设小球受到的阻力为f,到达S点的速度为vS,在此过程中阻力所做的功为W, 易知vD= vB,……………………………………………………………………2分 由动能定理可得:  …………………………………………………2分 求得W=-68J.(写成68J只能得1分)………………………………………2分
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考点分析:
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(12分)已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑地球自转的影响。

(1)推导出第一宇宙速度v1的表达式;

(2)我国自行研制的“神舟七号”载人飞船于2008年9月25日从中国酒泉卫星发射中心载人航天发射场用长征二号F火箭发射升空。假设“神舟七号”飞船进入预定轨道后绕地球做匀速圆周运动,运行的周期是T,结合题干中所给的已知量,求飞船绕地球飞行时离地面的高度h

 

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(10分)旋转秋千是游乐园里常见的游乐项目,它有数十个座椅通过缆绳固定在旋转圆盘上,每一座椅可坐一人。启动时,座椅在旋转圆盘的带动下围绕竖直的中心轴旋转飘游,如图甲所示,我们把这种情况抽象为图乙的模型:一质量m=40kg的球通过长L=12.5m的轻绳悬于竖直面内的直角杆上,水平杆长L′=7.5m。整个装置绕竖直杆转动,绳子与竖直方向成6ec8aac122bd4f6e角。当θ =37°时,(g = 9.8m/s2,sin37°= 0.6,cos37°= 0.8)求:

(1)绳子的拉力大小;

(2)该装置转动的角速度。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(8分)如图,两平行金属板A、B间为一匀强电场,A、B相距6cm,C、D为电场中的两点,且CD=4cm,CD连线和场强方向成60°角.已知电子从D点移到C点电场力做功为3.2×10-17J,电子电量为-1.6×10-19C。求:

(1)匀强电场的场强E的大小;

(2)两平行金属板A、B间的电势差UAB

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

 

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(6分)小明同学在学习了圆周运动的知识后,设计了一个课题,名称为:快速测量自行车的骑行速度。他的设想是:通过计算踏脚板转动的角速度,推算自行车的骑行速度。如图是自行车的传动示意图,其中Ⅰ是大齿轮,Ⅱ是小齿轮,Ⅲ是后轮。当大齿轮Ⅰ(脚踏板)的转速通过测量为n(r/s)时,则大齿轮的角速度是            rad/s。若要知道在这种情况下自行车前进的速度,除需要测量大齿轮Ⅰ的半径r1,小齿轮Ⅱ的半径r2外,还需要测量的物理量是             。用上述物理量推导出自行车前进速度的表达式为:                

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(8分)某研究性学习小组在探究电荷间的相互作用与哪些因素有关时,设计了以下实验:

(1)该组同学首先将一个带正电的球体A固定在水平绝缘支座上。把系在绝缘细线上的带正电的小球B(图中未画出)先后挂在图中P1、P2、P3位置,比较小球在不同位置所受带电体的作用力的大小。同学们根据力学知识分析得出细线偏离竖直方向的角度越小,小球B所受带电球体A的作用力           (填“越大”或“越小”或“不变”),实验发现小球B在位置       细线偏离竖直方向的角度最大(填“P1或P2或P3”)

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(2)接着该组同学使小球处于同一位置,增大或减少小球A所带的电荷量,比较小球所受作用力大小的变化。如图,悬挂在P1点的不可伸长的绝缘细线下端有一个带电量不变的小球B。在两次实验中,均缓慢移动另一带同种电荷的小球A。当A球到达悬点P1的正下方并与B在同一水平线上B处于受力平衡时,悬线偏离竖直方向角度为θ。若两次实验中A的电量分别为q1q2,θ分别为30°和45°,则q2/q1为(     )

A.2          B.3        C.6ec8aac122bd4f6e       D.6ec8aac122bd4f6e

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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