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某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛.比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平...

某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛.比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟.已知赛车质量m=0.1kg,通电后以额定功率P=1.5w工作,进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不记.图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,S=2.50m.问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g=10m/s2 )
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本题赛车的运动可以分为三个过程,由A至B的过程可以运用动能定理列式,在圆轨道上的过程机械能守恒,也可以用动能定理列式,以及平抛运动的过程;本题有两个约束条件,即要能越过壕沟,同时要能到达轨道的最高点. 【解析】 设赛车越过壕沟需要的最小速度为v1,由平抛运动的规律 s=v1t                   h=gt2                     解得           m/s 设赛车恰好越过圆轨道,对应圆轨道最高点的速度为v2,最低点的速度为v3,由牛顿第二定律及机械能守恒定律 mg=m                         m=m+mg(2R)             解得    v3==4m/s            ( 由于B点以后的轨道均为光滑,故轨道最低点速度应该等于平抛的初速度,通过分析比较,赛车要完成比赛,在进入圆轨道前的速度最小应该是 vmin=5m/s                         设电动机工作时间至少为t,根据功能原理 pt-fL=m               由此可得         t=s 即要使赛车完成比赛,电动机至少工作s的时间.
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考点分析:
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manfen5.com 满分网学过单摆的周期公式以后,物理兴趣小组的同学们对钟摆产生了兴趣,老师建议他们先研究用厚度和质量分布均匀的长木条(如一把米尺)做成的摆(这种摆被称为复摆),如图1所示.让其在竖直平面内做小角度摆动,C 点为重心,木条长为 L,周期用 T 表示.
甲同学猜想:复摆的周期应该与木条的质量有关.
乙同学猜想:复摆的摆长应该是悬点到重心的距离 L/2.
丙同学猜想:复摆的摆长应该大于 L/2.理由是:若 OC 段看成细线,线栓在C处,
C点以下部分的重心离O点的距离显然大于L/2.
为了研究以上猜想是否正确,同学们进行了下面的实验探索:
(1)把两个相同的长木条完全重叠在一起,用透明胶(质量不计)粘好,测量其摆动周期,发现与单个长木条摆动时的周期相同,重做多次仍有这样的特点.则证明了甲同学的猜想是     的(选填“正确”或“错误”).
(2)用 To 表示木条长为 L 的复摆看成摆长为 L/2 单摆的周期计算值(To=2π   manfen5.com 满分网),用 T 表示木条长为 L 复摆的实际周期测量值.计算与测量的数据如下表:
板长L(cm)255080100120150
周期计算值To/(s)0.701.001.271.411.551.73
周期测量值T/(s)0.811.161.471.641.802.01
由上表可知,复摆的等效摆长     L/2 (选填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)为了进一步定量研究,同学们用描点作图法对数据进行处理,所选坐标如图2所示.请在坐标纸上作出 T-To图线,并根据图象中反映出的规律求出manfen5.com 满分网/manfen5.com 满分网=     (结果保留三位有效数字,其中 L 是木条长为L时的等效摆长.T=2πmanfen5.com 满分网). 查看答案
甲、乙、丙、丁四位同学在使用不同精度的游标卡尺和螺旋测微器测量同一个物体的长度时,分别测量的结果如下:
甲同学:使用游标为50分度的卡尺,读数为12.045cm
乙同学:使用游标为10分度的卡尺,读数为12.04cm
丙同学:使用游标为20分度的卡尺,读数为12.045cm
丁同学:使用精度为“0.01mm”的螺旋测微器,读数为12.040mm
从这些实验数据中可以看出读数肯定有错误的是    同学. 查看答案
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A.三种情况下摩擦产生的热量Q1<Q2<Q3
B.三种情况下摩擦产生的热量Q1=Q2<Q3
C.到达底端的速度v1>v2=v3
D.到达底端的速度v1=v2>v3
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A.小球一定带正电
B.小球的电势能一定小于零
C.只改变小球的电荷量,从原高度无初速释放后,小球仍将处于悬浮状态
D.只改变小球离星球表面的高度,无初速释放后,小球仍将处于悬浮状态
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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