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从地面上以初速度vo=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的小球,若运动...

从地面上以初速度vo=10m/s竖直向上抛出一质量为m=0.2kg的小球,若运动过程中小球受到的空气阻力与其速率成正比关系,球运动的速率随时间变化规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v1=2m/s,且落地前球已经做匀速运动。(g=10m/s2)求:

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(1)球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功;

(2)球抛出瞬间的加速度大小;

 

(1)9.6J(2)60m/s2 【解析】(1)由动能定理得Wf=mv12-mv02(2分) 克服空气阻力做功W=-Wf=mv02-mv12 =9.6J(2分) (2)空气阻力f=kv(1分) 落地前匀速运动,则mg-kv1=0(2分) 刚抛出时加速度大小为a 0,则 mg+kv0=m a0(2分) 解得a0=(1+)g=60m/s2(1分) 本题考查动能定理的应用,先选取研究过程,在从抛出到落地过程中重力做功为零,只有阻力做功,所以阻力做功等于动能的减小量,当阻力等于重力时,物体下落速度最大,此时加速度为零,可求得常数k与重力关系,当刚抛出时阻力最小,加速度最大,结合速度时间图像列出牛顿第二定律的公式,联立即可
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考点分析:
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某颗人造地球卫星在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球飞行,其运动可视为匀速圆周运动。已知地球半径为R,地面附近的重力加速度为g。求卫星在圆形轨道上运行速度的表达式和运行周期的表达式。

 

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将一个质量为1kg的小球从某高处以3m/s的初速度水平抛出,测得小球落地点到抛出点的水平距离为1.2m。小球运动中所受空气阻力忽略不计,g=10m/s2。求:

(1)小球在空中运动的时间;  (2)抛出点距地面的高度;

 

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小李同学用如图1所示的实验装置做“验证机械能守恒定律”的实验。已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地重力加速度g=9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg。小李同学选用实验中得到的一条点迹清晰的纸带,把运动的起始点记作O,另选连续3个点A、B、C作为测量点,且A、B、C各点到O点的距离如图2所示。根据以上数据,可知重物由O点运动到B点过程中,重力势能的减少量等于_____J,动能的增加量等于______J(结果保留3位有效数字)。

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小张同学采用如图1所示的实验装置做“研究平抛运动”的实验。

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1)实验时下列哪些操作是必须的?______(填序号)

①将斜槽轨道的末端调成水平

②用天平称出小球的质量

③每次都要让小球从同一位置由静止开始运动

(2)实验时小张同学忘记在白纸上记录小球抛出点的位置,于是他根据实验中记录的点迹描出运动轨迹曲线后,在该段曲线上任取水平距离均为△x=20.00cm的三点A、B、C,如图2所示,其中相邻两点间的竖直距离分别为y1=10.00cm,y2=20.00cm。小球运动过程中所受空气阻力忽略不计。请你根据以上数据帮助他计算出小球初速度v0=_____m/s。(g取10m/s2)

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如图所示,地面上有一高h=3.75m的平台,平台下有一倾角可调的挡板,挡板的一端与平台边缘A点的正下方B点重合。将一个可视为质点的小球以v=5m/s的速度水平推出。小球下落过程中所受空气阻力忽略不计。适当调节挡板的倾角θ,小球会刚好垂直撞在挡板上,则小球运动时间t=_____s,挡板倾角θ=_____。(g取10m/s2)

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