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如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨...

如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB是光滑的,在最低点B与水平轨道BC相切,BC的长度是圆弧半径的10倍,整个轨道处于同一竖直平面内.可视为质点的物块从A点正上方某处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道滑行至轨道末端C处恰好没有滑出.已知物块到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力是物块重力的9倍,小车的质量是物块的3倍,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失.求:
(1)物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的几倍
(2)物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ

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物块恰好落入小车圆弧轨道滑动,做圆周运动,到达圆弧轨道最低点B时受到的圆弧的支持力与重力合力提供向心力,运用机械能守恒定律和牛顿第二定律即可求出物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度.物块在小车BC上滑动,通过摩擦力相互作用,满足动量守恒,然后对物块和小车分别使用动能定理即可求出动摩擦因数μ. 【解析】 (1)、设物块的质量为m,其开始下落处位置距BC的竖直高度为h,到达B点时的速度为v,小车圆弧轨道半径为R. 由机械能守恒定律得:mgh=mv2        在B点根据牛顿第二定律得:9mg-mg=m  联立两式解得:h=4R     ∴物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的4倍. (2)、设物块与BC间的滑动摩擦力的大小为F,物块滑到C点时与小车的共同速度为v',物块在小车上由B运动到C的过程中小车对地面的位移大小为s.依题意,小车的质量为3m,BC长度为10R. 由滑动摩擦公式得:F=μmg       由动量守恒定律得:mv=(m+3m)v' 对物块、小车分别应用动能定理,有 物块:-F(10R+s)=mv'2-mv2      小车:Fs=(3m)v'2-0              联立求得动摩擦因数:μ=0.3  答:(1)、物块开始下落的位置距水平轨道BC的竖直高度是圆弧半径的4倍.    (2)、物块与水平轨道BC间的动摩擦因数μ 为0.3.
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考点分析:
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两个沿水平方向且磁感应强度大小均为B的有水平边界的匀强磁场,如图所示,磁场高度均为L.一个框面与磁场方向垂直、质量为m,电阻为R,边长为L的正方形金属框abcd,从某一高度由静止释放,当ab边刚进入第一个磁场时,金属框恰好做匀速直线运动;当ab边下落到GH和JK之间的某位置时,又恰好开始做匀速直线运动.整个过程空气阻力不计.求:
(1)ab边刚进入第一个磁场时的速度v
(2)ab边刚刚到达第二个磁场下边界JK时的速度v
(3)金属框从ab边开始进入第一个磁场至刚刚到达第二个磁场下边界JK过程中产生的热量Q.

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(1)在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点.如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02s打一次点,当地的重力加速度g=9.80m/s2.那么:manfen5.com 满分网
①纸带的______端(选填“左”或“右”)与重物相连;
②根据图上所得的数据,从O点到B点,重物重力势能减少量△EP=______J,动能增加量△EK=______J;(结果取3位有效数字)
③实验的结论是______
(2)有一阻值 在100~200Ω之间,额定功率为manfen5.com 满分网的电阻,现用伏安法较准确测定它的阻值,实验室中备有:
A.量程为50mA,内阻约为20Ω的电流表
B.量程为3A,内阻约为0.01Ω的电流表
C.量程为5V,内阻约为10kΩ的电压表
D.量程为10V,内阻约为20kΩ的电压表
E.值电阻为50Ω,允许通过电流2A的滑动变阻器
F.12V低压直流电源
G.电键、导线
①为保护被测电阻不至烧毁,实验中电阻两端电压应控制在______V以下,电压表应选______;(填仪器代号)
②为了保护被测电阻,通过它的电流应控制在______A之下,应选的电流表为______;(填仪器代号)
③根据题意要求画出实验电路图.
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A.灯泡L将变暗
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A.A球对轨道的压力等于B球对轨道的压力
B.A球对轨道的压力小于B球对轨道的压力
C.A球的角速度等于B球的角速度
D.A球的角速度大于B球的角速度
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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