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如图,让摆球从图中的C位置由静止开始下摆,正好摆到悬点正下方D处时,线被拉断,紧...

如图,让摆球从图中的C位置由静止开始下摆,正好摆到悬点正下方D处时,线被拉断,紧接着,摆球恰好能沿光滑竖直放置的半圆形轨道内侧做圆周运动,已知摆线长l=2.0m,轨道半径R=2.0m,摆球质量m=0.5kg.不计空气阻力(g取10m/s2).
(1)求摆球在C点时与竖直方向的夹角θ和摆球落到D点时的速度;
(2)如仅在半圆形内侧轨道上E点下方manfen5.com 满分网圆弧有摩擦,摆球到达最低点F的速度为6m/s,求摩擦力做的功.

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摆球从C到D的过程机械能守恒,在D点刚好不脱离半圆轨道,说明重力恰好提供向心力;写出两个公式即可求出小球在D点的速度和在C点 的夹角; D到F的过程中重力与摩擦力做功,小球的速度增大. 【解析】 (1)在D点刚好不脱离半圆轨道,有: 得m/s 从C点到D点机械能守恒,有: 得 (2)从D点到最低点,由动能定理得 解得:W摩=-16J 答:(1)摆球在C点时与竖直方向的夹角θ=和摆球落到D点时的速度m/s; (2)摩擦力做的功16J.
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考点分析:
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物理量数据次数橡皮筋
做功
10个间隔距离
x(m)
10个间隔时间
T(s)
小车获得速度
vn(m/s)
小车速度的平方vn2(m/s)2
1W0.28800.21.442.07
22W0.41760.22.094.36
33W0.48960.22.455.99
44W0.59040.22.958.71
55W0.64800.23.2410.50
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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