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(12分)如图所示一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m=1.0kg...

(12分)如图所示一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m=1.0kg的小滑块。当圆盘转动的角速度达到某一数值时,滑块从圆盘边缘A点滑落,经光滑的过渡圆管进入轨道ABC。已知AB段斜面倾角为α=53°,BC段斜面倾角为β=37°,滑块与圆盘及斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5,A点离B点所在水平面的高度h=1.2m。滑块在运动过程中始终未脱离轨道,不计在过渡圆管处和B点的机械能损失,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,取g=10m/s2满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com。求:

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(1)若圆盘半径R=0.2m,滑块从圆盘上滑落时圆盘的角速度ω;

(2)取圆盘所在平面为零势能面,滑块到达B点时的机械能EB

(3)滑块经过B点后0.6s内发生的位移xBC

 

见解析 【解析】 试题分析:(1)滑块在圆盘上做圆周运动时,受盘面静摩擦力作用,根据牛顿第二定律得:                                   ① 滑落时:                            ② 联解①②得:ω=5rad/s                 ③ (2)滑块在离开A点滑落时的速度:                              ④ 滑块从A到B的运动过程,由动能定理得:     ⑤ 滑块在B点时的机械能:              ⑥ 联解④⑤⑥得:                         ⑦ (3)设滑块沿BC段向上做匀变速运动经过时间t1到达最高点后下滑,有: 上滑时:        ⑧                 ⑨ 下滑时: ⑩                                ⑪ 联解④⑤⑧⑨⑩⑪得:                      ⑫ 评分参考意见:本题满分12分,其中①~⑫式各1分;若有其他合理解法且答案正确,可同样给分。 考点:牛顿第二定律,向心力,动能定理的应用
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考点分析:
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(10分)用一台额定功率为P0=60kW的起重机,将一质量为m=500kg的工件由地面竖直向上吊起,不计摩擦等阻力,取g=10m/s2。求:

(1)工件在被吊起的过程中所能达到的最大速度vm

(2)若使工件以a=2m/s2的加速度从静止开始匀加速向上起吊能维持匀加速运动的时间;

(3)若起重机保持额定功率从静止开始吊起工件,经过t=1.5s工件的速度达到vt=10m/s时工件离地面的高度h。

 

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(10分)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为h,已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,不考虑地球自转的影响。求:

(1)第一宇宙速度v1的表达式;

(2)卫星的运行周期T。

 

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(8分)为了清理堵塞河道的冰凌,空军实施投弹爆破,飞机在河道上空高满分5 manfen5.com处以速度v0水平匀速飞行,投掷下炸弹并击中目标(不计空气阻力),求:

(1)炸弹脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离x;

(2)击中目标时速度v的大小。

 

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在利用重物自由下落“验证机械能守恒定律”的实验中,有如下器材:

A.打点计时器                  B.低压交流电源(附导线)

C.天平(附砝码)          D.铁架台(附夹子)  

E.重锤(附夹子)           F.纸带

G.秒表                    H.复写纸

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(1)其中不必要的器材是_______________;还缺少的器材是_______________;

(2)某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律。已知当地的重力加速度g=9.80m/s2。实验小组选出一条纸带如图乙所示,其中O点为打点计时器打下的第一个点(静止点),A、B、C为三个计数点,在计数点A和B、B和C之间还各有一个点,测得h1=12.01cm,h2=19.15cm,h3=27.85cm。打点计时器电源为50Hz的交流电。若重锤质量为m,根据以上数据可以求得:当打点计时器打到B点时,重锤的重力势能比开始下落时减少了________J;此时重锤的动能比开始下落时增加了_______J,根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题可能是______________________(找出一种原因即可);

(3)如果重锤下落高度为h时对应的速度为v,以满分5 manfen5.com为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出满分5 manfen5.com图线,则图线斜率的数值在理论上等于___________

 

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在“研究平抛物体的运动”实验中,在固定斜槽时,应该使斜槽末端________________________,每次释放小球时应该__________________________;如图所示是用闪光照像法拍摄到的平抛小球在运动过程中的闪光照片的一部分。A为抛出后小球运动过程中的某一位置。已知每个小方格的边长是5cm,重力加速度g=10m/s2,则小球从A运动到B所用的时间为________秒,平抛运动的初速度大小为_______________m/s。

 

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