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如图所示,四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切,它们与另一水平轨道CD在同一竖直...

manfen5.com 满分网如图所示,四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切,它们与另一水平轨道CD在同一竖直面内,圆轨道OA的半径R=0.45m,水平轨道AB长S1=3m,OA与AB均光滑.一滑块从O点由静止释放,当滑块经过A点时,静止在CD上的小车在F=1.6N的水平恒力作用下启动,运动一段时间后撤去力F.当小车在CD上运动了S2=3.28m时速度v=2.4m/s,此时滑块恰好落入小车中,已知小车质量M=0.2kg,与CD间的动摩擦因数μ=0.4.(取g=10m/s2)求
(1)恒力F的作用时间t.
(2)AB与CD的高度差h.
(1)对CD段由动能定理、牛顿第二定律及位移和时间关系式联立可求得F作用的时间; (2)撤去F后小车做匀减速运动,小球先作圆周运动,再离开B后做平抛运动,两者相遇所经历的时间相同,则由小车的运动时间可求得小物体平抛的时间,则可求得物体下落的高度. 【解析】 (Ⅰ)设小车在轨道CD上加速的距离为s,由动能定理得 Fs-μMgs2=Mv2;① 设小车在轨道CD上做加带运动时的加速度为a,由牛顿运动定律得 F-μMg=Ma② s=at2③ 联立①②③式,代入数据得t=1s    ④ 恒力的作用时间为1s. (2)设小车在轨道CD上做加速运动的末速度为v′,撤去力F后小车做减速运动时的加速度为a'减速时间为t',由牛顿运动定律得 v'=at  ⑤ -μMg=Ma'⑥ v=v'+a't'⑦ 设滑块的质量为m,运动到A点的速度为vt,由动能定理得mgR=mvt2  ⑧ 设滑块由A点运动到B点的时间为t1,由运动学公式得s1=vtt1⑨ 设滑块做平抛运动的时间为t1'则t1'=t+t'-t1⑩ 由平抛规律得h=gt2 联立②④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式,代入数据得 h=0.8m. 高度差为0.8m.
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考点分析:
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(1)某同学为测摩托车在水泥路上行驶时所受的牵引力,设计了下述实验:将输液用的500mL的玻璃瓶装适量水后,连同输液管一起绑在摩托车上,调节输液管的滴水速度,刚好每隔1.00s滴一滴.该同学骑摩托车,先使之加速至某一速度,然后熄火,让摩托车沿直线滑行.如图是某次实验中水泥路面上的部分水滴(左侧为起点).设该同学质量为50kg,摩托车质量为75kg,g=10m/s2,根据该同学的实验结果可估算出:
①骑摩托车加速时的加速度大小为______m/s2
②骑摩托车滑行时的加速度大小为______m/s2
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C.滑动变阻器R(0~20Ω,1A)          D.定值电阻R(阻值990Ω)
E.开关与导线若干
①该同学根据上述的实验器材,设计了如图乙所示的电路,请你按照电路图在丙图上完成实物连线.
②丁图为该同学根据上述设计的实验电路测出的数据绘出的I1-I2图线(I1为电流表G的示数,I2为电流表A的示数,则由图线可以得到被测电池的电动势E=______,内阻r=______
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C.仅增加A的质量
D.仅减小A的质量
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C.p向a移动,V1示数改变量的绝对值小于V2示数改变量的绝对值
D.p向b移动,V1示数改变量的绝对值大于V2示数改变量的绝对值
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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