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(12分)如图所示,在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的P...

(12分)如图所示,在水平轨道右侧安放半径为R的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为l.水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然伸长状态.小物块A(可视为质点)从轨道右侧以初速度v0冲上轨道,通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回,经水平轨道返回圆形轨道.

已知R=0.2m,l=1.0m,v0=满分5 manfen5.comm/s,物块A质量为m=1kg,与PQ段间的动摩擦因数为μ=0.2,轨道其他部分摩擦不计,取g=10m/s2.求:

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(1)物块A与弹簧刚接触时的速度大小.

(2)物块A被弹簧以原速率弹回返回到圆形轨道的高度.

(3)调节PQ段的长度l,A仍以v0从轨道右侧冲上轨道,当l满足什么条件时,A物块能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道.

 

(1)m/s(1分);(2)返回到右边轨道的高度为。(1分) (3)要使A物块能第一次返回圆形轨道并沿轨道运动而不脱离轨道,l满足的条件是   或 (1分)。 【解析】 试题分析:(1)物块A冲上圆形轨道后回到最低点速度为v0=m/s; 应用动能定理,与弹簧接触瞬间,有(1分); 可得,物块A与弹簧刚接触时的速度大小m/s(1分)。 (2)A被弹簧以原速率弹回,向右经过PQ段,根据匀变速直线运动的规律有(1分)  得A速度   (1分)  当A滑上圆形轨道,根据机械能守恒定律有(1分) (也可以应用 ) 可得,返回到右边轨道的高度为,符合实际。(1分) (3)物块A以v0冲上轨道直到回到PQ段右侧,有    可得,A回到右侧速度  (1分) 要使A能返回右侧轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道,则有: ①若A沿轨道上滑至最大高度h时,速度减为0,则h满足: (1分) 根据机械能守恒:     联立可得,  (1分) ②若A能沿轨道上滑至最高点,则满足:  且 (1分) 联立得  (1分) 综上所述,要使A物块能第一次返回圆形轨道并沿轨道运动而不脱离轨道,l满足的条件是  或 (1分) 考点:匀变速直线运动的规律、动能定理及机械能守恒定律的综合应用。
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(8分)如图所示,位于竖直平面上的满分5 manfen5.com圆弧轨道光滑,半径为R,OB沿竖直方向,上端A距地面高度为H,质量为m的小球从A点由静止释放,到达B点时的速度为满分5 manfen5.com,最后落在地面上C点处,不计空气阻力.

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求:(1)小球刚运动到B点时的加速度为多大,对轨道的压力多大.

(2)小球落地点C与B点水平距离为多少.

 

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(8分)地球绕太阳公转的角速度为ω1,轨道半径为R1,月球绕地球公转的角速度为ω2,轨道半径为R2,那么太阳的质量是地球质量的多少倍.

 

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(8分)如图所示,雪橇在与水平雪面成满分5 manfen5.com角拉力F的作用下,沿直线匀速移动了一段距离s.

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(1)试求作用在雪橇上的拉力和摩擦力所做的功.

(2)外力对雪橇做的总功是多少.

 

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(8分)某同学用如图甲的装置验证机械能守恒定律.

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(1)安装打点计时器时,纸带的两个限位孔必须处在同一     线上.

(2)接通电源,让打点计时器正常工作后,松开      

(3)将纸带上打出第一个点记为0,并在离0点较远的任意点依次选取几个连续的点,分别记为1,2,3,….量出各点与0点的距离h,算出各点对应的速度,分别记为v1至v6,数据如下表:

代表符号

v1

v2

v3

v4

v5

v6

数值(m/s)

 2.80

2.99

3.19

3.48

3.59

3.78

表中有一个数据有较大误差,代表符号为        

(4)修正数据后,该同学计算出各点对应速度的平方值,并作v2–h图象,如图乙所示,若得出的直线斜率为k,则可测出重力加速度g =     .与真实值相比,测出的g值      .(填“偏小”或“偏大”)

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(6分)某探究学习小组验证动能定理的实验装置如图甲所示.

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(1) 实验时首先要平衡摩擦力:取下沙桶,把木板不带滑轮的一端垫高,轻推小车,让小车________(选填“拖着”或“不拖着”)纸带运动.

(2)打点计时器使用频率为50 Hz的交流电,记录小车运动的纸带如图乙所示.在纸带上相邻两计数点之间还有四个点未画出.本实验需根据此纸带计算_________(选填“速度”、“加速度”)的值,其中小车通过计数点“B”时,该值=___________(计算结果保留两位有效数字).

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(3)若实验室没有沙桶只有钩码,每个钩码质量m=50g,小车总质量M=200g,用该实验装置验证动能定理,则需验证重力对钩码所做的功是否等于____________(选填“小车”或“小车和钩码”)动能的增量.

 

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