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如图所示,是某公园设计的一种游乐设施,所有轨道均光滑,AB面与水平面成一定夹角....

如图所示,是某公园设计的一种游乐设施,所有轨道均光滑,AB面与水平面成一定夹角.一无动力小滑车质量为m=10kg,沿斜面轨道由静止滑下,然后滑入第一个圆形轨道内侧,其轨道半径R=2.5m,不计过B点的能量损失,根据设计要求,在圆轨道最低点与最高点各放一个压力传感器,测试小滑车对轨道的压力,并通过计算机显示出来.小滑车到达第一圆轨道最高点C处时刚好对轨道无压力,又经过水平轨道滑入第二个圆形轨道内侧,其轨道半径r-l.5m,然后从水平轨道上飞入水池内,水面离水平轨道的距离为h=5m.g取10m/s2,小滑车在运动全过程中可视为质点.求:
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(1)小滑车在第一圆形轨道最高点C处的速度u.的大小
(2)在第二个圆形轨道的最高点D处小滑车对轨道压力N的大小
(3)若在水池内距离水平轨道边缘正下方的E点s=12m处放一气垫(气垫厚度不计),要使小滑车既能安全通过圆轨道又能落到气垫之上,则小滑车至少应从离水平轨道多高的地方开始下滑?
(1)小车在C点对轨道恰好无压力,根据重力恰好等于向心力列式求解; (2)对从C到D过程运用动能定理列式求解D点速度,再根据在D点时重力和弹力的合力提供向心力列式求解弹力大小; (3)根据平抛运动的分位移公式列式求出平抛运动的初速度,再对从开始到平抛起点的过程运用动能定理列式求解. 【解析】 (1)在C点:mg= 解得:v=5m/s 即小车通过C点的速度为5m/s. (2)从C点到D点过程,根据动能定理,有 在D点: 解得N=33.3N 由牛顿第三定律知,小车对轨道的压力为33.3N. (3)小滑车要安全通过圆形轨道,在平台上的速度至少为v,从释放到平抛初位置过程,根据动能定理,有 mgH=    ① 从开始释放到C点过程,根据动能定理,有         ② 要能通过圆轨道,有 v′C>5m/s        ③ 对于平抛运动,有 h=          ④ S=vt          ⑤ 由①②③④⑤解得 H=7.2m 即小滑车至少应从离水平轨道7.2m的地方开始下滑.
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考点分析:
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2010年诺贝尔物理学奖授予两位俄裔科学家,以表彰他们在石墨烯材料开发领域的.突破性研究”.石墨烯可来源于铅笔芯,某校A、B两个兴趣小组想探究铅笔芯的电阻率,他们在老师的指导下各自选取一段长为L、横截面积为S的粗细均匀的铅笔芯,根据所学知识设计了不同的方案进行如下实验:
①A组方案:实验电路如图1所示(整根铅笔芯连在电路中).主要步骤如下,请完成相关推算:
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a.图2是该方案所用器材的实物图,图中已连好部分导线,请用笔画线代替导线将电路图补充完整.
b.实验中测出多组U、I数据;
c.将测量数据描在图3所示的坐标纸上.请在图3中完成该铅笔芯的U-I图线,并根据图线求出其电阻值R=______Ω.
d.由manfen5.com 满分网求得铅笔芯的电阻率.
②B组方案:实验电路如图4所示.主要步骤如下,请完成相关推算:
a.闭合开关Sl,单刀双掷开关S2扳到“1”位置,调节变阻器R',使电压表为某一适当的读数,测量并记下金属滑环到铅笔芯左端O点的距离Li;
b.保持R'不变,开关S2扳到“2”位置,调节电阻箱R,使电压表的读数与开关S2位于“1”位置时相同,此时电阻箱各旋钮情况如图5所示,则这段长度为Li的铅笔芯的阻值为______Ω;
c.移动金属滑环,重复a、b步骤.记下多组R、L数据,画出R-L图线,求出该铅笔芯的电阻率.
③从电压表内阻对实验结果的影响考虑,较合理的方案是______组(填“A”或“B“).
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如图所示的装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成.光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度,导轨标尺可以测出两个光电门间的距离,另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m.下面说法正确的是______ (选填字母代号)
A.用该装置可以测出滑块的加速度
B.用该装置验证牛顿第二定律时,要保证拉力近似等于沙桶的重力,必须满足M≥m
C.可以用该装置验证机械能守恒定律,但必须满足M≥m
D.用该装置可以验证动能定理.

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如图所示,在竖直方向上A、B两物体通过轻质弹簧相连,A放在水平地面上;B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上.用手固定C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知A、B的质量均为m,C的质量为4m.细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.释放C后它沿斜面下滑,A刚离开地面时B获得最大速度.则下列说法正确的是( )
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A.物体C克服绳拉力做的功等于C减少的重力势能
B.物体B速度最大时,弹簧弹性势能最小
C.从C释放到B达到最大速度的过程中,C减少的机械能等于B增加的机械能
D.斜面倾角α=30°
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两磁感应强度均为B的匀强磁场区I、III,方向如图示,两区域中间为宽为S的无磁场区II,有一边长为L(L>S)、电阻为R的均匀正方形金属线框abcd置于I区域,ab边与磁场边界平行,现拉着金属框以速度V向右匀速运动,则( )
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A.当ab边刚进入中央无磁场区域II时,ab两点间电压为manfen5.com 满分网
B.当ab边刚进入磁场区域III时,通过ab边的电流大小为manfen5.com 满分网,方向由b→a
C.把金属框从I区域完全拉入III区域过程中,拉力所做功为manfen5.com 满分网
D.当cd边刚出II区域到刚进入III区域的过程中,回路中产生的焦耳热为manfen5.com 满分网
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如图所示为一交流发电机构造示意图,当线圈沿逆时针方向匀速转动时,产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图所示.若该线圈的电阻为1Ω,外接灯泡的电阻为9Ω( )
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A.电路中电流方向每秒钟改变100次
B.电压表的示数为6V
C.在t=l×10-2s的时刻,穿过线圈磁通量为零
D.若线圈转动角速度变为50πrad/s,则电动势有效值为3V
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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