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如图所示,空间存在水平向右的匀强电场. 在竖直平面内建立平面直角坐标系,在坐标系...

如图所示,空间存在水平向右的匀强电场. 在竖直平面内建立平面直角坐标系,在坐标系的一象限内固定绝缘光滑的半径为R的1/4圆周轨道AB,轨道的两端在坐标轴上。质量为m的带正电的小球从轨道的A端由静止开始滚下,已知重力为电场力的2倍,求:

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(1)小球在轨道最低点B时对轨道的压力;

(2)小球脱离B点后开始计时,经过多长时间小球运动到B点的正下方?并求出此时小球距B的竖直高度h是多大?

 

(1)(2)8R 【解析】 试题分析:小球从释放到运动至轨道最低点的过程中,由动能定理得:                                       (2分) 在轨道最低点时,有:                          (2分) 联立上述各式得:                                     (1分)                                                    (1分) (2)小球的运动,在竖直方向是自由落体运动,水平方向是往返运动。 由运动的分解可知,当水平速度变为零时,有:    得:                                (2分) 设经历运动到B点的正下方,则:                (2分) 在竖直方向上,有:                              (2分) 考点:考查了圆周运动规律
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考点分析:
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如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点.不计空气阻力.

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试求:

(1)当m在A点时,弹簧的弹性势能的大小;

(2)物块m从B点运动到C点克服阻力做的功的大小;

(3)如果半圆形轨道也是光滑的,其他条件不变,当物体由A经B运动到C,然后落到水平面,落点为D(题中D点未标出,且水平面足够长),求D点与B点间距离。

 

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有一平板车,车厢底板水平光滑,车厢的前、后端均有挡板,前后挡板间的距离L =10m。将一个小物体放在底板上并靠着后挡板,让平板车在平直轨道上由静止开始做匀加速直线运动,加速度a1 = 2m/s2,经时间t1 = 4s,平板车开始刹车并立即开始做匀减速直线运动,加速度大小a2 = 4m/s2,求:

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(1) 平板车刚开始刹车时的速度v1

(2) 平板车从开始运动到停止运动通过的位移x

(3) 从平板车开始刹车至小物体撞到平板车的前挡板经历的时间

 

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如图所示,一个斜面固定在水平面上,从斜面顶端以不同初速度v0水平抛出小物体,得到物体在空中运动时间t与初速度v0的关系如下表,g取10m/s2试求:

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(1)v0=2m/s时平抛水平位移S

(2)斜面的高度h

(3)斜面的倾角θ

 

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某探究学习小组的同学欲以右图装置中的滑块为对象验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块。当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:

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(1)你认为还需要的实验器材有                。(两个)

(2)实验时为了保证滑块(质量为M)受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是         ,实验时首先要做的步骤是          

(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M。往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m。让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1< v2)。则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为      (用题中的字母表示)。

(4)要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒,如果实验时所用滑块质量为M,沙及沙桶总质量为m,让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1< v2)。则最终需验证的数学表达式为          (用题中的字母表示)。

 

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如图所示的实验装置可以探究加速度与物体质量、物体受力的关系.小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子.沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m,小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.

(1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:从盒子中取出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg,将该力视为合外力F,对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出.多次改变合外力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度.本次实验中,桶内的沙子取自小车中,故系统的总质量不变.以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,画出a-F图象,图象是一条过原点的直线.

①a-F图象斜率的物理意义是________________________________________.

②你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理?答:________.(填“合理”或“不合理”)

③本次实验中,是否应该满足M≫m这样的条件?答:________(填“是”或“否”);理由是_____________________________________________________________.

(2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比:保持桶内沙子质量m不变,在盒子内添加或去掉一些沙子,验证加速度与质量的关系.本次实验中,桶内的沙子总质量不变,故系统所受的合外力不变.

用图象法处理数据时,以加速度a为纵横,应该以______倒数为横轴.

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