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如图所示,一个3/4圆弧形光滑细圆管轨道ABC,被放置在竖直平面内,轨道半径为R...

如图所示,一个3/4圆弧形光滑细圆管轨道ABC,被放置在竖直平面内,轨道半径为R,在A点与水平地面AD相接,地面与圆心O等高,MN是放在水平地面上长为3R、厚度不计的垫子,左端M正好位于A点,将一个质量为m、直径略小于圆管直径的小球从A处管口正上方某处由静止释放,不考虑空气阻力。

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(1)若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端,则小球经过C点时对管的作用力大小和方向如何?

(2)欲使小球能通过C点落到垫子上,小球离A点的最大高度是多少?

 

(1)方向竖直向下  (2) 5R 【解析】 试题分析:(1)小球离开C点做平抛运动,落到M点的水平位移为R,竖直下落的高度为R,根据运动学公式可得:,解得 从C点射出的速度为 小球在C点,根据牛顿定律 ,解得 根据牛顿第三定律,小球对管子的作用力大小为,方向竖直向下。 (2)根据机械能守恒定律,小球下落的高度越高,在C点获得的速度越大。要使小球落到垫子上,小球在水平方向的位移应该在R—4R,由于小球每次运动的时间相同,速度越大,水平方向运动的距离越大,故应使小球运动的最大位移为4R,达到N点。设能够落到N点的水平速度为v2,根据平抛运动求得v2=.设小球下落的最大高度为H,根据机械能守恒定律,解得。 考点:平抛运动的规律及机械能守恒定律。
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考点分析:
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如图,木板A静止在光滑水平面上,其左端与固定台阶相距x,与滑块B(可视为质点)相连的细线一端固定在O点,水平拉直细线时滑块由静止释放,当B到达最低点时,细线断开,B恰好从A右端上表面水平滑入。A与台阶碰撞无机械能损失,不计空气阻力。已知A的质量为2m,B的质量为m,A、B之间动摩擦因数为μ=0.3,细线长为L=0.45m;且A足够长,B不会从A脱离;重力加速度为g=10m/s2

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(1)求细线被拉断瞬间B的速度大小v1

(2)A与台阶发生碰撞前瞬间,A、B刚好共速,求x为多少?

(3)在满足(2)条件下,A与台阶碰撞后最终的速度为多少?

 

 

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某宇航员在一星球表面附近高度为H处以速度v0水平抛出一物体,经过一段时间后物体落回星球表面,,测得该物体的水平位移为x,已知星球半径为R,万有引力常量为G。不计空气阻力,求(1)该星球的质量(2)该星球的第一宇宙速度大小

 

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用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始下落,重锤上拖着的纸带打出一系列的点。对纸带上的点痕进行测量,即验证机械能守恒定律。

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(1)下面列举了该实验的几个操作步骤

A.安装器件;

B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;

C.用天平测出重锤的质量;

D.释放悬挂纸袋的夹子,然后接通电源开关打出一条纸带;

E.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。

其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是           。(将字母填在横线处)

(2)通过做图像的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高试验的准确程度。某同学利用上图所示实验装置打出了纸带,测量出了各计数点到打点计时器打下的第一个点的距离h,算出了各计数点对应的速度v,以h为横轴,以v2为纵轴划出了如图的图线。图线的斜率k与当地的重力加速度g的关系是         。图线未过原点O,可能是实验操作时                     

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一种氢气燃料的汽车,质量为m=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kW,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车从静止开始先匀加速启动,加速度的大小为a=1.0m/s2。达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶。汽车的最大行驶速度      m/s;汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间     s。g=10m/s2

 

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如图所示,细线下面悬挂一个小钢球(可看作质点),让小钢球在水平面内做匀速圆周运动。若测得小钢球作圆周运动的圆半径为r,悬点O到圆心O’之间的距离为h,小球质量为m。忽略空气阻力,重力加速度为g。小球做匀速圆周运动的周期T=         

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