光滑的长轨道形状如下图所示,底部为半圆型,半径为R,固定在竖直平面内.AB两质量相同的小环用长为R的轻杆连接在一起,套在轨道上.将AB两环从图示位置静止释放,A环离开底部2R.不考虑轻杆和轨道的接触,即忽略系统机械能的损失,求:
(1)AB两环都未进入半圆型底部前,杆上的作用力.
(2)A环到达最低点时,两环速度大小.
(3)若将杆换成长2
R,A环仍从离开底部2R处静止释放,经过半圆型底部再次上升后离开底部的最大高度.
考点分析:
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一个质量m=1.0×10
-11千克的物体静止在足够大的光滑水平地面上,从t=0开始,物体受到一个大小不变、方向呈周期性变化的水平力F作用,力F随时间的变化规律如图所示.已知F
=7.2牛,T=1×10
-6秒.则:
(1)该物体在t=0至t=T期间,通过多少距离时速度第一次达到最大,最大速度为多少?
(2)请在如图的坐标系中绘出该物体在t=0至t=4T/3期间的v-t图象.
(3)该物体运动位移大小等于15厘米,需要的时间为多少?
(4)该物体在运动位移大小等于15厘米过程中,水平力F对物体做功多少?
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抛体运动在各类体育运动项目中很常见,如乒乓球运动.现讨论乒乓球发球问题,设球台长2L、网高h,乒乓球反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力.(设重力加速度为g)
(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h
1处以速度v
1,水平发出,落在球台的P
1点(如图实线所示),求P
1点距O点的距离x
1.
(2)若球在O点正上方以速度v
2水平发出,恰好在最高点时越过球网落在球台的P
2(如图虚线所示),求v
2的大小.
(3)若球在O正上方水平发出后,球经反弹恰好越过球网且刚好落在对方球台边缘P
3,求发球点距O点的高度h
3.
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某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究.他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v-t图象,如图所示(除2s-10s时间段图象为曲线外,其余时间段图象均为直线).已知在小车运动的过程中,2s-14s时间段内小车的功率保持不变,在14s末停止遥控而让小车自由滑行,小车的质量为1.0kg,可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变.求:
(1)小车所受到的阻力大小;
(2)小车匀速行驶阶段的功率;
(3)小车在加速运动过程中位移的大小.
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用同种材料制成倾角30°的斜面和长水平面,斜面长2.4m且固定,一小物块从斜面顶端以沿斜面向下的初速度v
开始自由下滑,当v
=2m/s时,经过0.8s后小物块停在斜面上.多次改变v
的大小,记录下小物块从开始运动到最终停下的时间t,作出的t-v
图象如图2所示,求:
(1)小物块在斜面上下滑的加速度为多少?
(2)小物块与该种材料间的动摩擦因数为多少?
(3)某同学认为,若小物块初速度为4m/s,则根据图象中t与v
成正比推导,可知小物块从开始运动到最终停下的时间为1.6s.
以上说法是否正确?若不正确,请说明理由,并解出你认为正确的结果.
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如图所示的实验装置中的横杆能够绕竖直轴旋转,横杆在转动过程中,由于摩擦阻力的作用,横杆会越转越慢.在横杆的一端装有宽度为d=0.005m的竖直“挡光圆柱”,当“挡光圆柱”通过光电门时,光电门就记录挡光的时间间隔,“挡光圆柱”宽度与挡光时间之比,可以近似认为是“挡光圆柱”在该时刻的速度.横杆每转一圈,“挡光圆柱”通过光电门记录一次挡光时间.
n | t(10-3s) | v=(m/s) | v2(m2/s2) |
1 | 2.778 | 1.80 | 3.24 |
2 | 2.826 | … | 3.13 |
3 | 2.877 | … | 3.02 |
4 | 2.931 | … | 2.91 |
5 | 2.988 | … | |
6 | 3.049 | … | 2.69 |
7 | 3.113 | … | 2.58 |
8 | 3.181 | … | 2.47 |
9 | 3.255 | … | 2.36 |
10 | 3.333 | … | 2.25 |
… | … | … | … |
在一次实验中记录下横杆转动圈数n和每次挡光的时间t,并计算出“挡光圆柱”在该时刻的速度以及速度的平方(部分数据如表中所示).请计算表中当n=5时,v
2=______m
2/s
2;如果继续测量“挡光圆柱”的速度,那么当n=15时,“挡光圆柱”的速度为______m/s.则“挡光圆柱”速度大小与横杆转动圈数n的关系为______
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