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如图,半径为R的1/4圆弧支架竖直放置,支架底AB离地的距离为2R,圆弧边缘C处...

如图,半径为R的1/4圆弧支架竖直放置,支架底AB离地的距离为2R,圆弧边缘C处有一小定滑轮,一轻绳两端系着质量分别为m1与m2的物体,挂在定滑轮两边,且m1>m2,开始时m1、m2均静止,m1、m2可视为质点,不计一切摩擦.求:
(1)m1释放后经过圆弧最低点A时的速度;
(2)若m1到最低点时绳突然断开,求m1落地点离A点水平距离;
(3)为使m1能到达A点,m1与m2之间必须满足什么关系?

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(1)两个滑块构成的系统只有重力势能和动能相互转化,机械能守恒;同时绳子不可伸长,沿着绳子方向的分速度相等; (2)绳子断开后,m1落地落地前做平抛运动,根据平抛运动的分位移公式列式求解; (3)为使m1能到达A点,则要求其速度大于零即可. 【解析】 (1)设m1运动到最低点时速度为v1,此时m2的速度为v2,速度分解如图, 沿着绳子方向的速度相等,得:v2=v1sin45°   由m1与m2组成系统,机械能守恒,有    由上述两式求得 (2)断绳后m1做平抛运动 s=v1t  由③④得s=4R (3)m1能到达A点满足条件v1≥0  又 解得: 答:(1)m1释放后经过圆弧最低点A时的速度为; (2)若m1到最低点时绳突然断开,m1落地点离A点水平距离为4R; (3)为使m1能到达A点,m1与m2之间必须满足关系为.
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考点分析:
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如图,两个长均为L的轻质杆,通过A、B、C上垂直纸面的转动轴与A、B、C三个物块相连,整体处于竖直面内.A、C为两个完全相同的小物块,B物块的质量与A小物块的质量之比为2:1,三个物块的大小都可忽略不计.A、C两物块分别带有+q、-q的电量,并置于绝缘水平面上,在水平面上方有水平向右的匀强电场,场强为E,物块间的库仑力不计.当AB、BC与水平面间的夹角均为53°时,整体恰好处于静止状态,一切摩擦均不计,并且在运动过程中无内能产生,重力加速度为g.(sin53°=0.8,cos53°=0.6)
(1)求B物块的质量;
(2)在B物块略向下移动一些,并由静止释放后,它能否到达水平面?如果能,请求出B物块到达地面前瞬时速度的大小;如果不能,请求出B物块能到达的最低位置.

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如图,足够长的光滑平行金属导轨MN、PQ固定在一水平面上,两导轨间距L=0.2m,电阻R=0.4Ω,电容C=2mF,导轨上停放一质量m=0.1kg、电阻r=0.1Ω的金属杆CD,导轨电阻可忽略不计,整个装置处于方向竖直向上B=0.5T的匀强磁场中.现用一垂直金属杆CD的外力F沿水平方向拉杆,使之由静止开始向右运动.求:
(1)若开关S闭合,力F恒为0.5N,CD运动的最大速度;
(2)若开关S闭合,使CD以(1)问中的最大速度匀速运动,现使其突然停止并保持静止不动,当CD停止下来后,通过导体棒CD的总电量;
(3)若开关S断开,在力F作用下,CD由静止开始作加速度a=5m/s2的匀加速直线运动,请写出电压表的读数U随时间t变化的表达式.

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如图,竖直面内两根光滑平行金属导轨沿水平方向固定,其间安放金属滑块,滑块始终与导轨保持良好接触.电源提供的强电流经导轨、滑块、另一导轨流回电源.同时电流在两导轨之间形成较强的磁场(可近似看成匀强磁场),方向垂直于纸面,其强度与电流的大小关系为B=kI,比例常数k=2.5×10-6T/A.已知两导轨内侧间距l=1.5cm,滑块的质量m=3.0×10-2kg,滑块由静止开始沿导轨滑行S=5m后获得的发射速度v=3.0×103m/s(此过程可视为匀加速运动).求:
(1)发射过程中通过滑块的电流强度;
(2)若电源输出的能量有5%转换为滑块的动能,发射过程中电源的输出功率;
(3)若滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在光滑水平面上的砂箱,它最终嵌入砂箱的深度为s.设砂箱质量M,滑块质量为m,写出滑块对砂箱平均冲击力的表达式.

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2005年10月12日,我国成功地发射了“神舟”六号载人宇宙飞船,飞船进入轨道运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行,经过了近5天的运行后,飞船的返回舱顺利降落在预定地点.设“神舟”六号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t,若地球表面重力加速度为g,地球半径为R,求:
(1)飞船的圆轨道离地面的高度;
(2)飞船在圆轨道上运行的速率.
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现有一特殊的电池,其电动势E约为9V,内阻r在35~55Ω范围,最大允许电流为50mA.为测定这个电池的电动势和内阻,某同学利用如图甲的电路进行实验.图中电压表的内电阻很大,对电路的影响可以不计;R为电阻箱,阻值范围为0~9999Ω;R是定值电阻.
(1)实验室备有的定值电阻R有以下几种规格:
A.10Ω,2.5W    B.50Ω,1.0W     C.150Ω,1.0W      D.1500Ω,5.0W
本实验应选用______,其作用是______
(2)该同学接入符合要求的R后,闭合开关S,调整电阻箱的阻值读出电压表的示数U,再改变电阻箱阻值,取得多组数据,作出了如图乙的图线.则根据该同学所作的图线可知图象的横坐标与纵坐标的比值表示______
(3)根据乙图所作出的图象求得该电池的电动势E为______V,内电阻r为______Ω.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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