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水平地面上有一个半径为R的圆形轨道,竖直平面上边中点P离地面高为h,P正下方一点...

水平地面上有一个半径为R的圆形轨道,竖直平面上边中点P离地面高为h,P正下方一点P′位于COA连线上且与轨道圆心O的距离为L(L>R),如图所示。现从P点水平抛出质量为m的小沙袋,使其击中轨道上的小车(沙袋与小车均视为质点,空气阻力不计)。求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)小车停在轨道B点时(∠AOB=90°),沙袋抛出后经多长时间击中小车?击中时动能多大?

(2)若小车匀速圆周运动顺时针经A点时沙袋抛出,为使沙袋能在B处击中小车,小车的速率v应满足的条件。

(3)若在P、C之间以水平射程为(L+R)的平抛运动轨迹制成一光滑轨道,小沙袋从顶点P由静止下滑击中C点小车时水平速度多大?

 

(1)    EkB=mgh +(2)=(3) 【解析】根据平抛运动及动能定理求出击中时的动能;考虑周期性,求出满足的条件;根据机械能守恒及平抛运动知识求出速度。 (1)(5分)     t =  (1分) 抛到B点发生的水平位移为,  (2分) 由动能定理得, 从中解得EkB=mgh +(2分) (2)(4分)根据时间相等的条件(2分) 小车速度(1分) 求得=  (n = 0,1,2,…)  (1分) (3) (5分)下滑过程沙袋的机械能守恒,, 解得    (2分) 设vC与水平方向夹角为,沙袋的水平速度    (1分) 由平抛运动规律得,即    (1分)              (1分)
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考点分析:
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如图所示,斜面底端与一水平板左端a相接,平板长2L,中心C固定在高为R=L=1m的竖直支架上,支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转。当把质量m=0.5kg的小物块A轻放在C点右侧离C点0.2 m处时,平板左端a恰不受支持力。A与斜面间和平板的动摩擦因数均为μ=0.2,A从斜面由静止下滑,不计小物块在a处碰撞时的能量损失。重力加速度g=10 m/s2。现要保证平板不翻转,求:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)小物块能在平板上滑行的最大距离。

(2)有同学认为,在h0一定的情况下,平板是否翻转与斜面的倾角有关,倾角越大,越容易翻转。请用相关知识分析上述认识是否正确。

(3)若h0=1m,斜面倾角不能超过多大?

 

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如图所示,U形管两细管粗细均匀长度相等,左端封闭,右端开口,水平部分长20cm。有两段8cm长水银柱等高,各封住长为30cm的空气柱A和长为40cm的空气柱B,两气体温度均为27oC,大气压强恒定。现使A、B温度缓慢升高,最终都达到57 oC。问:

6ec8aac122bd4f6e

(1)空气柱A的最终长度。  

(2)右管内水银柱移动的距离。 

 

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用DIS测量不规则固体的密度,实验装置如左图所示。实验步骤如下:

Ⅰ.将质量为9.30×10-3kg的固体放入注射器内; 

Ⅱ.缓慢推动活塞至某一位置,记录活塞所在位置的容积刻度V及对应的气体压强P;

Ⅲ.重复步骤Ⅱ,记录几组P、V值;

Ⅳ.处理记录的数据,算出固体的密度。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)纵坐标取V,横坐标取说明: 6ec8aac122bd4f6e,请根据表格数据在方格图中画出相应图线;说明: 6ec8aac122bd4f6e

(2)如果图线与纵坐标的截距为b,b表示的物理意义是____________________,写出图线对应的函数表达式:

 

____________________;

(3)该固体的密度为________kg/m3

 

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“研究回路中感应电动势E与磁通量变化快慢的关系”实验,如图1所示。

(1)(3分)某同学改变磁铁释放时的高度,作出E-△t图象寻求规律,得到如图2所示的图线。由此他得出结论:磁通量变化的时间△t越短,感应电动势E越大,即E与△t成反比。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

① 实验过程是________的(填写“正确”“不正确”);

② 实验结论__________________________________________(判断是否正确并说明理由)。

(2)(3分)对实验数据的处理可以采用不同的方法

①如果横坐标取_____________,就可获得如图3所示的图线;  

②若在①基础上仅增加线圈的匝数,则实验图线的斜率将__________(填“不变”“增大”或“减小”)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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在“用DIS研究机械能守恒定律”时,将如图1所示的实验装置中的光电门传感器接入数据采集器,实验中A、B、C、D四点高度分别为0.150m、0.100m、0.050m、0.000m,已由计算机默认,不必输入。

(1)(3分)某同学要测定摆锤在D点的机械能ED,将光电门安放在D点,点击“开始记录”,同时让摆锤在图1所示位置由静止释放,计算机将摆锤的速度自动记录在表格的对应处,如图2所示。由此测得的ED________(填“正确”“偏大”“偏小”),理由是_______________________________。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(2)(3分)实验获得的图象如图3所示。横轴表示摆锤距D点的高度h,纵轴表示摆锤的能量(重力势能Ep、动能Ek或机械能E),以下判断正确的是(    )   

(A)摆锤在A点速度不为零

(B)图象记录的最大重力势能约为1.53×10-2J

(C)乙图线与丙图线的纵坐标数值之和为一常数,表明机械能守恒

(D)甲图线表明摆锤摆动时只受重力的作用

 

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