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如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管...

如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图,其下半部AB是一长为2R的竖直细管,上半部BC是半径为R的四分之一圆弧弯管,管口沿水平方向,AB管内有一原长为R、下端固定的轻质弹簧.投饵时,每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定,在弹簧上端放置一粒鱼饵,解除锁定,弹簧可将鱼饵弹射出去.设质量为m的鱼饵到达管口C时,对管壁的作用力恰好为零.不计鱼饵在运动过程中的机械能损失,且锁定和解除锁定时,均不改变弹簧的弹性势能.已知重力加速度为g.求:

(1) 质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小v1

(2) 弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep

(3) 已知地面与水面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴线OO'在90°角的范围内来回缓慢转动,每次弹射时只放置一粒鱼饵,鱼饵的质量在6ec8aac122bd4f6e到m之间变化,且均能落到水面.持续投放足够长时间后,鱼饵能够落到水面的最大面积S是多少?

 

(1)(2)(3)πR2 【解析】 (1) 质量为m的鱼饵到达管口C时做圆周运动的向心力完全由重力提供,则   ①(2分), 解得   ② (2分), (2) 弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能,由机械能守恒定律有    ③(2分) 由②③得 ④(2分), (3) 不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响,质量为m的鱼饵离开管口C后做平抛运动,设经过t时间落到水面上,离OO’的水平距离为x1,由平抛规律有   ⑤(1分)   ⑥(1分), 由⑤⑥两式得 ⑦(1分) 当鱼饵的质量为时,设其到达管口C时速度大小为V2,由机械能守恒定律有  ⑧(1分) 由 (4)(8)两式解得 ⑨(1分) 质量为的鱼饵落到水面时上时,设离OO’的水平距离为x2则 ⑩(1分) 由⑤⑨⑩解得:(1分) 鱼饵能够落到水面的最大面积S, S=(πx22 – πx12)= πR2(或8.25πR2).(2分)
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考点分析:
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在游乐节目中,选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,如图所示.现在将选手简化为质量m=60kg的质点, 选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角6ec8aac122bd4f6e,绳的悬挂点O距水面的高度为H = 3m.,绳长l = 2m,,不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深.取重力加速度6ec8aac122bd4f6e.(6ec8aac122bd4f6e

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1) 求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;

(2) 若选手摆到最低点时松手,求选手在浮台上的落点距岸边的水平距离;

(3) 若选手摆到右端最高点时松手落入水中.设水对选手的平均浮力f1 = 800N,平均阻力6ec8aac122bd4f6e,求选手落入水中的深度d.

 

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宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动而不至因万有引力的作用吸引到一起,设两者的质量分别为m1和m2,两者相距L.万有引力常数为G.

(1) 证明它们的轨道半径之比等于质量的反比;

(2) 写出它们角速度的表达式.

 

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如图所示质量为m小球自弧形斜面顶端A由静止滑下,在斜面底端B进入半径为R的圆形轨道,小球刚好能通过圆形轨道的最高点C,已知A、B两点的高度差为3R,AB段粗糙,BC段光滑,求小球在B点的速度与A到B过程摩擦力对小球做的功.重力加速度为g.

 

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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小孩玩冰壶游戏,将静止于O点的冰壶(视为质点)沿直线OB用水平恒力推到A点放手,此后冰壶沿直线滑行,最后停于B点.已知冰面和冰壶的动摩擦因数为μ,冰壶质量为m,OA = s,AB = L.重力加速度为g.

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1) 求冰壶在A点的速率vA

(2) 求冰壶从O点到A点的运动过程中受到的小孩施加的水平推力F.

 

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探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如图所示,实验主要过程如下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1) 设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……;

(2) 分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e、……;

(3) 作出说明: 6ec8aac122bd4f6e草图;

(4) 分析说明: 6ec8aac122bd4f6e图像.如果说明: 6ec8aac122bd4f6e图像是一条直线,表明W∝说明: 6ec8aac122bd4f6e;如果不是直线,可考虑是否存在说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e说明: 6ec8aac122bd4f6e等关系.

以下关于该试验的说法中有一项不正确,它是___________.

A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、……所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为W,用2条、3条、……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、……实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、……

B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板适当倾斜.

C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带.纸带上打出的点,两端密、中间疏.出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小.

D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算.

 

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