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如图所示,一小球从A点以某一水平向右的初速度出发,沿水平直线轨道运动到B点后,进...

如图所示,一小球从A点以某一水平向右的初速度出发,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径R=10cm的光滑竖直圆形轨道,圆形轨道间不相互重叠,即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动,C点右侧有一壕沟,CD两点的竖直高度h=0.8m,水平距离s=1.2m,水平轨道AB长为L1=1m,BC长为L2=3m,.小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,则:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)若小球恰能通过圆形轨道的最高点,求小球在A点的初速度?

(2)若小球既能通过圆形轨道的最高点,又不掉进壕沟,求小球在A点的初速度的范围是多少?

 

(1)vA=3m/s(2)3m/s≤vA≤4m/s和vA≥5m/s 【解析】(1)小球恰能通过圆形轨道的最高点,mg=mv2/R, 由B到最高点,机械能守恒,mvB2=mv2+mg·2R 由A到B,由动能定理,-μmgL1=mvB2 -mvA2 联立解得小球在A点的初速度vA=3m/s。 (2)若小球刚好停在C处,则有-μmg(L1+L2)= -mv’A2 解得,v’A=4m/s。 若小球刚好停在BC段,则有3m/s≤vA≤4m/s。 若小球能通过C点,并越过壕沟,则有h=gt2,s=vCt, 由动能定理,-μmg(L1+L2)= mvC2 -mvA2 联立解得:vA=5m/s。 小球既能通过圆形轨道的最高点,又不掉进壕沟,小球在A点的初速度的范围是: 3m/s≤vA≤4m/s和vA≥5m/s。
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考点分析:
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(2012年2月济南检测)如图所示,在光滑水平地面上放置质量M=2kg的长木板,木板上表面与固定的竖直弧形轨道相切。一质量m=1kg的小滑块自A点沿弧面由静止滑下,A点距离长木板上表面高度h=0.6m。滑块在木板上滑行t=1s后,和木板以共同速度v =1m/s匀速运动,取g=10m/s2。求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1) 滑块与木板间的摩擦力

(2) 滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功

 (3) 滑块相对木板滑行的距离

 

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(2012年2月重庆八中检测)如图所示,可视为质点的总质量(包括装备)为m=60kg的滑板运动员,从高为H=15m的斜面AB的顶端A点由静止开始沿斜面下滑,在6ec8aac122bd4f6e点进入光滑的四分之一圆弧BC,圆弧BC半径为R=5m,运动员经C点沿竖直轨道冲出向上运动,经时间t=2s后又落回轨道。若运动员经C点后在空中运动时只受重力,轨道AB段粗糙、BC段光滑。g=10m/s2

说明: 6ec8aac122bd4f6e

求:(1)运动员在C点的速度和离开C点可上升的高度。

(2)运动员(包括装备)运动到圆轨道最低点B时对轨道的压力大小。

(3)从A点到B点,运动员损失的机械能。

 

 

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(2012年2月江苏重点中学联考)某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。在气垫导轨上相隔一定距离的两处安装两个光电传感器A、B,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器AB时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图象。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

⑴实验前,接通气源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的Δt1    Δt2(选填“>”、“=”或“<” )时,说明气垫导轨已经水平。

⑵用螺旋测微器测遮光条宽度d,测量结果如图丙所示,则d =    mm。

⑶滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若Δt1、Δt2d已知,要验证滑块和砝码组成的系统机械能是否守恒,还应测出                (写出物理量的名称及符号)。

⑷若上述物理量间满足关系式                  ,则表明在上述过程中,滑块和砝码组成的系统机械能守恒。

 

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(6分)(2012年2月济南检测)右图是一位同学做“探究动能定理”的实验装置图。

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(1)让一重物拉着一条纸带自由下落,通过打点计时器在纸带上打点,然后取纸带的一段进行研究。该同学测定重力做功和物体动能的增加量时,需要用刻度尺测量这一段的       ,并计算重物在这一段运动的初速度和末速度。

(2)该同学计算了多组动能的变化量△Ek,画出动能的变化量△Ek与下落的对应高度h的关系图象,在实验误差允许的范围内,得到的△Ek-h图应是如下的    图。

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(2012年2月洛阳五校联考)如图所示,ABCD是一段竖直平面内的光滑轨道, AB段与水平面成α角,CD段与水平面成β角,其中BC段水平,且其长度大于L。现有两小球P、Q,质量分别是2mm,用一长为L的轻质直杆连结,将P、Q由静止从高H处释放,在轨道转折处用光滑小圆弧连接,不考虑两小球在轨道转折处的能量损失。则小球P滑上CD轨道的最大高度h为                  (    )

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A.h=H

B.6ec8aac122bd4f6e

C.h=HLsinβ

D.6ec8aac122bd4f6e

 

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