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如图所示,在距水平地面高为H=0.4m处,水平固定一根长直光滑杆,杆上P处固定一...

manfen5.com 满分网如图所示,在距水平地面高为H=0.4m处,水平固定一根长直光滑杆,杆上P处固定一定滑轮,滑轮可绕水平轴无摩擦转动,在P点的右边,杆上套一质量m=3kg的滑块A.半径R=0.3m的光滑半圆形轨道竖直地固定在地面上,其圆心O在P点的正下方,在轨道上套有一质量m=3kg的小球B.用一条不可伸长的柔软细绳,通过定滑轮将两小球连接起来.杆和半圆形轨道在同一竖直面内,滑块和小球均可看作质点,且不计滑轮大小的影响.现给滑块A施加一个水平向右、大小为60N的恒力F,则:
(1)求把小球B从地面拉到半圆形轨道顶点C的过程中力F做的功.
(2)求小球B运动到C处时的速度大小v1
(3)问小球B被拉到离地多高时滑块A与小球B的速度大小相等?此时速度v2为多大?
(1)根据几何知识求出滑块移动的位移大小,再求解力F做的功. (2)当B球到达C处时,滑块A的速度为零,力F做的功等于AB组成的系统机械能的增加,根据功能关系列方程求解小球B运动到C处时的速度大小v1. (3)当绳与轨道相切时两球速度相等,小滑块A与小球B的速度大小相等,由几何知识求出小球B上升的高度,再由功能关系求出速度v2. 【解析】 (1)由几何知识得,PB==0.5m,PC=H-R=0.1m. F做的功为W=F(PB-PC)=60×(0.5-0.1)=24J. (2)当B球到达C处时,已无沿绳的分速度,所以此时滑块A的速度为零.对两球及绳子组成的系统的能量变化过程,由功能关系,得W=mv12+mgR   代入解得v1=3.16m/s (3)当绳与轨道相切时两球速度相等,(1分) 由相似三角形知识,得=,所以,h=0.3×=0.225m. 由动能定理得: F(PB-)-mgh=×2mv22 代入解得,v2=1.57m/s                            答: (1)把小球B从地面拉到半圆形轨道顶点C的过程中力F做的功为24J. (2)小球B运动到C处时的速度大小v1=3.16m/s. (3)小球B被拉到离地0.225m高时滑块A与小球B的速度大小相等,此时速度v2为1.57m/s.
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考点分析:
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(3)若改变环境温度使左右两管水银面相平,求环境温度的改变量.

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(1)图甲中矩形框1中应接______,矩形框2中应接______,矩形框3中应接______;(选填“电流传感器”、“电压传感器”或“小灯泡”)
(2)在图乙中画出小灯泡的U-I图线;
(3)把与本题中相同的两个灯泡接到如图丙所示的电路中,若电源电动势E=4.5V,内阻不计,定值电阻R=10Ω,此时每个灯泡的实际功率是______W.(结果保留两位有效数字)manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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