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(14分)如图所示,质量为m可看作质点的小球从静止开始沿斜面由A点滑到B点后,进...

(14分)如图所示,质量为m可看作质点的小球从静止开始沿斜面由A点滑到B点后,进入与斜面圆滑连接的6ec8aac122bd4f6e竖直圆弧管道6ec8aac122bd4f6e,管道出口为C,圆弧半径R=15cm,AB的竖直高度差h=35cm.在紧靠出口C处,有一水平放置且绕其水平轴线匀速旋转的圆筒(不计筒皮厚度),筒上开有小孔D,筒旋转时,小孔D恰好能经过出口C处.若小球射出C口时,恰好能接着穿过D孔,并且还能再从D孔向上穿出圆筒,小球返回后又先后两次向下穿过D孔而未发生碰撞.不计摩擦和空气阻力,取重力加速度g=10m/s2,问:                         

 

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(1)小球到达C点的速度vc为多少?             

(2)圆筒转动的最大周期T为多少?

(3)在圆筒以最大周期T转动的情况下,要完成上述运动圆筒的半径r必须为多少?

 

 

(1) vc=2m/s  (2)    (3 【解析】(1)对小球从A→C由机械能守恒定律得:      ① 代入数值解出vc=2m/s (2)小球向上穿出圆筒所用时间为t (k=1,2,3……)② 小球从离开圆筒到第二次进入圆筒所用时间为2t2. 2t2=nT(n=1,2,3……)③ 对小球由C竖直上抛的上升阶段,由速度公式得: ④ 联立解得⑤ 当n=k=1时, (3)对小球在圆筒内上升的阶段,由位移公式得: ⑥ 代入数值解得 本题考查动能定理和圆周运动规律的应用,由A到C应用动能定理可求得C点速度大小,由于圆筒转动的周期性,经过半个周期的奇数倍时物体能从C点穿出,于是得到周期T的表达式,由此N=1时周期最大,当圆通取最大周期时,小球在圆通内做竖直上抛运动,位移为2R,由此可求得圆筒半径大小
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(12分)如图所示,质量分别为mA=3kg、mB=1kg的物块A、B置于足够长的水平面上,F=13N的水平推力作用下,一起由静止开始向右做匀加速运动,已知A、B与水平面间的动摩擦因素分别为μA=0.1、μB=0.2,取g=10m/s2.则

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(1)物块A、B一起做匀加速运动的加速度a为多大?

(2)物块A对物块B的作用力FAB为多大?

(3)若物块A、B一起运动的速度v=10m/s时,撤去水平力F,求此后物块B滑行过程中克服摩擦力做的功Wf

 

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(12分)甲车以加速度a1=3m/s2由静止开始作匀加速直线运动,乙车落后t0=2s钟在同一地点由静止开始,以加速度a2=4m/s2作匀加速直线运动,两车的运动方向相同,求:

(1)在乙车追上甲车之前,两车距离的最大值xm是多少?

(2)乙车出发后经多长时间t可追上甲车?此时它们离开出发点x多远?

 

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(10分)“嫦娥奔月”的过程可以简化为:“嫦娥一号”升空后,绕地球沿椭圆轨道运动,远地点A距地面高为h1­,在远地点时的速度为v,然后经过变轨被月球捕获,再经多次变轨,最终在距离月球表面高为h2的轨道上绕月球做匀速圆周运动。

(1)已知地球半径为R1.表面的重力加速度为g0,求“嫦娥一号”在远地点A处的加速度a;

(2)已知月球的质量为M.半径为R2,引力常量为G,求“嫦娥一号”绕月球运动的周期T。

 

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(8分)某兴趣小组为了测一遥控电动小车的功率,进行了如下的实验:

(a)用天平测出电动小车的质量为0.5kg

(b)接通电动小车的电源,使小车在水平桌面上从位移传感器处(O点)开始远离传感器,小车在接通电源时电动机的输出功率保持恒定不变;

(c)小车在运动过程中,接通位移传感器,测量小车与位移传感器之间的距离,每隔0.04s用位移传感器测量小车与传感器之间的距离一次,小车与位移传感器之间的距离分别是OA、OB、OC……

(d)使小车加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车停止运动后再切断传感器的电源,(在运动过程中,小车所受的阻力f恒定不变),通过实验测得的数据如下表:

 

OA

OB

OC

OD

OE

OF

OG

OH

OI

OJ

OK

cm

75.00

81.00

87.00

93.00

99.00

104.78

110.30

115.50

120.38

124.94

129.18

通过对上述实验数据的分析,可知:

①该电动小车运动的最大速度为_________m/s;(2分)

②小车所受的恒定阻力为_________N;(2分)

③该电动小车的功率为_________W;(2分)

④接通位移传感器之前,小车已经运动了_________s.(2分)

 

 

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(6分) 因为手边没有天平,小王同学思考如何利用一已知劲度系数为k的弹簧和长度测量工具来粗测一小球的质量,他从资料上查得弹簧的弹性势能6ec8aac122bd4f6e (其中x为弹簧形变量)后,设计了如下实验:将弹簧一端固定在水平桌面上,另一端紧靠小球,弹簧原长时小球恰好在桌边,然后压缩弹簧并测得压缩量x,释放弹簧,小球飞出后落在水平地面上,测出桌高h以及落点到桌边沿的水平距离s.

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(1)小球质量的表达式为:          .(4分)

(2)如果桌面摩擦是本次实验误差的主要因素,那么小球质量的测量值将      (2分)(填“偏大”、“偏小”或“准确”).

 

 

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