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如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接.在木板的中...

如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接.在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为θ.现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球,在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止,力F与圆槽在同一竖直面内,此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h.现撤去力F使小球开始运动,直到所有小球均运动到水平槽内.重力加速度为g.求:
(1)水平外力F的大小;
(2)1号球刚运动到水平槽时的速度;
(3)整个运动过程中,2号球对1号球所做的功.

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(1)以10个小球整体为研究对象,受力平衡,根据平衡条件求解水平外力F的大小; (2)以1号球为研究对象,下滑过程中只有重力做功,其机械能守恒,则可求出1号球刚运动到水平槽时的速度; (3)以整体为研究对象,求出所有球滚到水平槽中时的速度,再对1号球运用动能定理求解2号球对1号球所做的功. 【解析】 (1)以10个小球整体为研究对象,由力的平衡条件可得       Fcosθ=10mgsinθ. 得F=10mgtanθ (2)以1号球为研究对象,根据机械能守恒定律可得      mgh=      得v= (3)撤去水平外力F后,以10个小球整体为研究对象,利用机械能守恒定律可得 10mg(h+)=    得 v= 以1号球为研究对象,由动能定理得     mgh+W=               得W=9mgrsinθ 答:(1)水平外力F的大小是10mgtanθ; (2)1号球刚运动到水平槽时的速度是; (3)整个运动过程中,2号球对1号球所做的功为9mgrsinθ.
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考点分析:
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(1)乙车最终的速度.
(2)人做了多少功?
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假设探月宇航员站在月球表面一斜坡上的M点,并沿水平方向以初速度v抛出一个质量为m的小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点N,斜面的倾角为α,已知月球半径为R,月球的质量分布均匀,万有引力常量为G,求:
(1)月球表面的重力加速度g′;
(2)人造卫星绕月球做匀速圆周运动的最大速度.

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一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系.实验装置如下图甲所示,在离地面高为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的小刚球接触.将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使小球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹.
(1)若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s,则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为______
(2)该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据:
弹簧压缩量x/(cm)1.001.502.002.503.003.50
小球飞行水平距离s/m2.013.004.014.986.016.99
结合(1)问与表中数据,弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为______
(3)完成实验后,该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处,使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y.若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L,则(II)步骤中弹簧的压缩量应该为______
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在“利用打点计时器测定匀加速直线运动加速度”的实验中,打点计时器接在50Hz的低压交变电源上.某同学在打出的纸带上每5点取一个计数点,共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间的四个点未画出).从每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段),将这五段纸带由短到长紧靠但不重叠地粘在xoy坐标系中,如图1所示,由此可以得到一条表示v-t关系的图线,从而求出加速度的大小.
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(1)①请你在xoy坐标系中用最简洁的方法作出能表示v-t关系的图线(作在答卷纸上),②并指出哪个轴相当于v轴?答:______
(2)从第一个计数点开始计时,为求出0.15s时刻的瞬时速度,需要测出哪一段纸带的长度?答:______
(3)若测得a段纸带的长度为2.0cm,e段纸带的长度为10.0cm,则可求出加速度的大小为______m/s2
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A.A环与杆无摩擦力
B.B环与杆无摩擦力
C.A环做的是匀速运动
D.B环做的是匀速运动
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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