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如图所示是游乐场中过山车的模型图,图中半径分别为R1=2.0m和R2=8.0m的...

如图所示是游乐场中过山车的模型图,图中半径分别为R1=2.0m和R2=8.0m的两个光滑圆形轨道,固定在倾角为θ=37°斜轨道面上的A、B两点,且两圆形轨道的最高点C、D均与P点平齐,圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接,现使小车(视为质点)从P点以一定的初速度沿斜面向下运动,已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为μ=manfen5.com 满分网,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.问:
(1)若小车恰能通过第一个圆形轨道韵最高点C,则在C点速度多大?PA距离多人?
(2)若小车恰好能通过第一个圆形轨道的最高点C,P点的初速度应为多大?
(3)若小车在P点的初速度为15m/s,则小车能否安全通过两个圆形轨道?

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(1)小车恰好通过最高点C,说明重力完全提供向心力,根据牛顿第二定律列式求出C点速度;PA间的距离可以根据几何关系求解,可以过O1点作一条水平线作为辅助线,也可以连接点PO1,然后通过半角公式求解出PA间距. (2)小车从P到C的整个运动过程中,重力先做正功,后做负功,总功为零,支持力也不做功,故只有摩擦力做功,根据动能定理列式求解; (3)先求出小车恰能通过D点的临界速度,然后根据动能定理对P到D过程列式,求出对应的初速度,与已知的初速度比较即可. 【解析】 (1)设小车经过C点时的临界速度为v1,则 解得 v1===m/s 设P、A两点间距离为L1,由几何关系可得 即C点速度为2m/s,PA距离为. (2)从P运动到C,根据动能定理,有 解得 v=6m/s 即P点的初速度应为6m/s. (3)设P、B两点间距离为L2,由几何关系可得 设小车能恰能完全通过两个圆形轨道,在D点的临界速度为v2,则 设P点的初速度为v′小车从P运动到D,根据动能定理,有 v′=12m/s 可知v′=12m/s<15m/s,能安全通过.
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考点分析:
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小汽车正前方S处有一辆正在以速度v行驶的载重卡车,此时小汽车因有急事需追赶载重卡车,于是立即通知载重卡车司机以加速度a1做匀减速运动,同时小汽车从静止开始以加速度a2做匀加速运动,试求小汽车需多长时间可追上载重卡车?
某同学对此题的解法为:小汽车追上载重卡车时,有manfen5.com 满分网,由此可求得小汽车追上载重卡车所需的时间t.
问:你同意上述解法吗?若同意,求出所需的时间;若不同意,则说明理由并求出你认为正确的结果(只需列出方程即可).
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某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:
①用天平测出电动小车的质量为0.4kg;
②将电动小车、纸带和打点计时器按如图1所示安装;
③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);
④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源.待小车静止时再关闭打点计时器(设在整个过程中小车所受的阻力恒定).
在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的点迹如图2甲、乙所示,图中O点是打点计时器打的第一个点.
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请你分析纸带数据,回答下列问题:
(1)该电动小车运动的最大速度为    m/s;
(2)该电动小车运动过程中所受的阻力大小为    N;
(3)该电动小车的额定功率为    W. 查看答案
探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如图所示,实验主要过程如下:
(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、…;
(2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度v1、v2、v3、…;
(3)作出W-v草图;
(4)分析W-v图象.如果W-v图象是一条直线,表明∝v;如果不是直线,可考虑是否存在W∝v2、W∝v3、W∝\sqrt{v}等关系.
以下关于该试验的说法中有一项不正确,它是______
A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、….所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致.当用1条橡皮筋进行是实验时,橡皮筋对小车做的功为W,用2条、3条、…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、…实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、….
B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板适当倾斜.
C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带.纸带上打出的点,两端密、中间疏.出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小.
D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得的速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算.

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manfen5.com 满分网如图所示,三角体由两种材料拼接而成,BC界面平行底面DE,两侧面与水平面夹角分别为30°和60°.已知物块从A静止下滑.加速至B匀速至D;若该物块静止从A沿另一侧面下滑,则有( )
A.通过C点的速率等于通过B点的速率
B.AB段的运动时间小于AC段的运动时间
C.将加速至C匀速至E
D.一直加速运动到E,但AC段的加速度比CE段大
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a、b两物体从同一位置沿同一直线运动,它们的速度图象如图所示,下列说法正确的是( )
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A.a、b加速时,物体a的加速度大于物体b的加速度
B.20秒时,a、b两物体相距最远
C.60秒时,物体a在物体b的前方
D.40秒时,a、b两物体速度相等,相距200m
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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