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(2011年江苏盐城模拟)如图4-3-11甲所示,竖直平面内的光滑轨道由直轨道A...

(2011年江苏盐城模拟)如图4-3-11甲所示,竖直平面内的光滑轨道由直轨道AB和圆轨道BC组成,小球从轨道AB上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出小球经过圆轨道最高点C时对轨道的压力为F,并得到如图乙所示的压力F随高度H的变化关系图象.(小球在轨道连接处无机械能损失,g=10 m/s2)求:

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图4-3-11

(1)小球从H=3R处滑下,它经过最低点B时的向心加速度的大小;

(2)小球的质量和圆轨道的半径.

 

(1)60 m/s2 (2)0.1 kg 0.2 m 【解析】(1)由机械能守恒得: mgH=mv 向心加速度a==6g=60 m/s2. (2)由机械能守恒得: mgH-mg·2R=mv 由牛顿第二定律得: mg+F=m 解得:F=H-5mg 根据图象代入数据得:m=0.1 kg, R=0.2 m. 答案:(1)60 m/s2 (2)0.1 kg 0.2 m
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考点分析:
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(2011年东北地区名校联考)如图4-3-10所示,一物体以速度v0冲向光滑斜面AB,并能沿斜面升高h,下列说法正确的是(  )

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图4-3-10

A.若把斜面从C点锯断,由机械能守恒定律知,物体冲出C点后仍能升高h

B.若把斜面弯成如图所示的半圆弧形,物体仍能沿AB′升高h

C.若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧形,物体都不能升高h,因为物体的机械能不守恒

D.若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧形,物体都不能升高h,但物体的机械能仍守恒

 

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(2011年山东济南模拟)质量分别为mM的两个小球PQ,中间用轻质杆固定连接,在杆的中点O处有一固定转动轴,如图4-3-8所示.现在把杆置于水平位置后自由释放,在Q球顺时针摆动到最低位置的过程中,下列有关能量的说法正确的是(其中M=2m)(  )

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图4-3-8

A.Q球的重力势能减少、动能增加,Q球和地球组成的系统机械能守恒

B.P球的重力势能增加,动能也增加,P球和地球组成的系统机械能守恒

C.P球、Q球和地球组成的系统机械能守恒

D.P球、Q球和地球组成的系统机械能不守恒

 

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(2011年福州联考)如图4-3-7所示,在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低的海平面上.若以地面为零势能面而且不计空气阻力,则下列说法错误的是(  )

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图4-3-7

A.物体到海平面时的势能为mgh

B.重力对物体做功为mgh

C.物体在海平面上的动能为mghmv

D.物体在海平面上的机械能为mv

 

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(2010年高考安徽卷)伽利略曾设计如图4-3-6所示的一个实验,将摆球拉至M点放开,摆球会达到同一水平高度上的N点.如果在EF处钉上钉子,摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点;反过来,如果让摆球从这些点下落,它同样会达到原水平高度上的M点.这个实验可以说明,物体从静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时,其末速度的大小(  )

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图4-3-6

A.只与斜面的倾角有关

B.只与斜面的长度有关

C.只与下滑的高度有关

D.只与物体的质量有关

 

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(2011年福建六校联考)人骑自行车由静到动,除了要增加人和车的动能以外,还要克服空气及其他阻力做功.为了测量人骑自行车的功率,第一小组进行了如下实验:在离出发线5 m、10 m、20 m、30 m、…70 m的地方分别划上8条计时线,每条计时线附近站几个学生,手持秒表测运动时间.听到发令员的信号后,受测者全力骑车由出发线启动,同时全体学生都开始计时.自行车每到达一条计时线,站在该计时线上的几个学生就停止计时,记下自行车从出发线到该条计时线的时间.实验数据记录如下(每个计时点的时间都取这几个同学计时的平均值),并计算出各段的平均速度:

运动距离s(m)

0

5

10

20

30

40

50

60

70

运动时间t(s)

0

2.4

4.2

6.3

7.8

9.0

10.0

11.0

12.0

各段速度(m/s)

 

2.08

2.78

4.76

6.67

8.33

10.0

10.0

10.0

 

第二小组通过测出自行车在各点的速度,作出了v—s图4-2-9.本次实验中,学生和自行车总质量约为75 kg,设运动过程中,学生和自行车所受阻力与其速度大小成正比,整个过程中该学生骑车的功率P保持不变.

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图4-2-9

(1)第一小组的学生通过分析认为:因为自行车在每一路段内的速度变化不是很大,因此可以用每一段的平均速度代替该段的速度,则在20 m~30 m路段的平均阻力f1与30 m~40 m路段的平均阻力f2之比f1∶f2为多少?被测学生骑车的功率约为多少?速度为6 m/s时的加速度为多大?

(2)第二小组的学生结合图和曲线(曲线与横坐标在s=40 m内所围的区域共56格),测出的被测学生骑车的功率约为多少?

 

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