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如图所示,水平传送带AB的右端与竖直面内的用光滑钢管弯成的“9”形固定轨道相接,...

如图所示,水平传送带AB的右端与竖直面内的用光滑钢管弯成的“9”形固定轨道相接,钢管内径很小. 传送带的运行速度为v=6m/s,将质量m=1.0kg的可看作质点的滑快无初速地放到传送带A端,已知传送带高度为h=12.0m,长度为L=12.0m,“9”字全高H=0.8m,“9”字上半部分圆弧半径为R=0.2m,滑块与传送带间的动摩擦因数为0.3,重力加速度g=10m/s2,试求:
(1)滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间
(2)滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小和方向
(3)滑块从D点抛出后的水平射程.

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(1)滑块在传送带上先加速后匀速,根据牛顿第二定律求加速度,然后根据运动学公式求加速时间和位移,再求匀速时间,得到总时间; (2)先对从B到C过程根据机械能守恒定律求出C点速度,再根据重力和弹力的合力提供向心力,列方程求出弹力; (3)滑块滑块从C到D的过程,机械能守恒,求出D点速度后再根据平抛运动的位移公式求解射程. 【解析】 (1)滑块在传送带上加速运动时,由牛顿第二定律mg=ma,得a=μg=3m/s2 加速到与传送带达到同速所需要的时间,t==2m/s 位移s1=at2=6m 之后滑块做匀速运动的位移s2=L-S1=6m 所用的时间t2==1s 故t=t1+t2=3s 即滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间为3s. (2)滑块由B到C的过程中机械能守恒 mgH+mvt2=mv2 在C点,轨道对滑块的弹力与其重力的合力为其做圆周运动提供向心力,设轨道对滑块的弹力方向竖直向下,由牛顿第二定律得, FN+mg=m   解得 FN=90N 即轨道对滑块的弹力方向竖直向下,由牛顿第三定律得,滑块对轨道的压力大小为N′=N=90N,方向竖直向上. (3)滑块从C到D的过程,机械能守恒得 mg2R+mvC2=m VD2 解得,VD=2m/s D点到水平面的高度:HD=h+(H-2R)=0.8m 由HD=gt2 得,t3==0.4s 故水平射程x=vD•t3=2.1m 即滑块从D点抛出后的水平射程为2.1m.
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考点分析:
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实验桌上有下列实验仪器:
A.待测电源(电动势约3V,内阻约7Ω);
B.直流电流表(量程0~0.6~3A,0.6A档的内阻约0.5Ω,3A档的内阻约0.1Ω;)
C.直流电压表(量程0~3~15V,3V档内阻约5kΩ,15V档内阻约25kΩ);
D.滑动变阻器(阻值范围为0~15Ω,允许最大电流为1A);
E.滑动变阻器(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为0.2A);
F.开关、导线若干;
G.小灯泡“4V、0.4A”.
请你解答下列问题:
①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻,要求测量有尽可能高的精度且便于调节,应选择的滑动变阻器是______(填代号).
②请将图甲中实物连接成实验电路图;
③某同学根据测得的数据,作出U-I图象如图乙中图线a所示,由此可知电源的电动势E=______V,内阻r=______Ω;
④若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线,要求测量多组实验数据,请你在答卷虚线框内画出实验原理电路图;
⑤将④步中得到的数据在同一U-I坐标系内描点作图,得到如图乙所示的图线b,如果将此小灯泡与上述电源组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为______W.
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像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图1所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.气垫导轨是常用的一种实验仪器.它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫,使滑块悬浮在导轨上,滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦.
我们可以用带光电门E、F的气垫导轨以及形状相同、质量不等的滑块A和B来验证动量守恒定律,实验装置如图2所示,采用的实验步骤如下:
a.用游标卡尺测量小滑块的宽度d,卡尺示数如图3所示.读出滑块的宽度d=______cm.
b.调整气垫导轨,使导轨处于水平.
c.在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧,用电动卡销锁定,静止放置在气垫导轨上.
d.按下电钮放开卡销,光电门E、F各自连接的计时器显示的挡光时间分别为5.0×10-3s和3.4×10-3s.滑块通过光电门E的速度v1=______ m/s,滑块通过光电门F的速度;v2=______ m/s(结果保留两位有效数字)
e.关闭电源,停止实验.
(1)完成以上步骤中的填空;
(2)以上步骤中缺少的必要步骤是______
(3)利用上述测量的物理量,写出验证动量守恒定律的表达式是______
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如图所示,一带电小球在重力和匀强电场对它的作用力作用下,从A点沿曲线运动到B点,已知小球带带电量满足qE=mg,小球的在A点的速度与水平方向45°,则下列结论正确的是( )
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A.此小球带负电
B.小球做匀加速曲线运动
C.电场力对小球做的总功等于零
D.小球的速度大小变为A点的manfen5.com 满分网
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C.小车的最大位移约为8m
D.小车的运动轨迹即图示中的曲线
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如图所示,ABC和DEF为同种材料构成的柱形透明体的横截面,其中ABC部分为等腰直角三角形,DEF部分为半圆形,其间有一条小的缝隙.一束单色平行光从真空垂直射向AB或AC面,材料的折射率n=1.6.下列说法中正确的是( )
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A.从AB面中点射入的光线一定从圆弧的中点射出
B.从AB面射入的所有光线经反射和折射后都能从DEF面射出
C.从AB面中间附近射入的光线经反射和折射后能从DEF面射出
D.若光线从AC面以垂直于AC面的方向射入,则一定没有光线从DEF面射出
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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