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如图所示,质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中,盒子的边长略大于球的直径.某同学...

如图所示,质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中,盒子的边长略大于球的直径.某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动,已知重力加速度为g,空气阻力不计,问:
(1)要使盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,则该盒子做匀速圆周运动的周期为多少?
(2)若盒子以第(1)问中周期的manfen5.com 满分网做匀速圆周运动,则当盒子运动到图示球心与O点位于同一水平面位置时,小球对盒子的哪些面有作用力,作用力为多大?

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(1)要使盒子在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力,由重力提供向心力,由牛顿第二定律求得线速度v,周期T=. (2)小球的向心加速度为,结合第1问的结果得到an.根据牛顿运动定律,运用正交分解法分别研究水平和竖直两个方向小球受到的作用力. 【解析】 (1)设此时盒子的运动周期为T,因为在最高点时盒子与小球之间刚好无作用力,因此小球仅受重力作用.根据牛顿运动定律得:   又周期T= 解之得: (2)设此时盒子的运动周期为T,则此时小球的向心加速度为: 由第一问知: 且 由上述三式知:an=4g 设小球受盒子右侧面的作用力为F,受上侧面的作用力为N,根据牛顿运动定律知: 在水平方向上:F=man 即:F=4mg 在竖直方向上:N+mg=0 即:N=-mg 因为F为正值、N为负值,所以小球对盒子的右侧面和下侧面有作用力,分别为4mg和mg.   答:(1)该盒子做匀速圆周运动的周期为2. (2)小球对盒子的右侧面和下侧面有作用力,分别为4mg和mg.
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考点分析:
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用质量为m、总电阻为R的导线做成边长为l的正方形线框MNPQ,并将其放在倾角为θ的平行绝缘导轨上,平行导轨的间距也为l,如图所示.线框与导轨之间是光滑的,在导轨的下端有一宽度为l(即ab=l)、磁感应强度为B的有界匀强磁场,磁场的边界aa′、bb′垂直于导轨,磁场的方向与线框平面垂直.
某一次,把线框从静止状态释放,线框恰好能够匀速地穿过磁场区域.若当地的重力加速度为g,求:
(1)线框通过磁场时的运动速度;
(2)开始释放时,MN与bb′之间的距离;
(3)线框在通过磁场的过程中所生的热.

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据新华社北京2012年11月12日电,黑龙江省鹤岗市从11日晚间开始降雪,至12日形成严重雪灾,气象部门认定为50年一遇.市区曾一度全部停电,供暖、供水受到严重影响.为了安全行车,某司机在冰雪覆盖的平直公路上测试汽车的制动性能.当车速v=36km/h时紧急刹车(可认为轮不转动),车轮在公路上划出一道长L=50m的刹车痕迹,取g=10m/s2.求:
(1)车轮与冰雪路面间的动摩擦因数μ;
(2)若该车以28.8km/h的速度在同样路面上行驶,突然发现正前方停着一辆故障车.为避免两车相撞,司机至少应在距故障车多远处采取同样的刹车措施.已知刹车反应时间为△t=0.6s.
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在“测定金属导体的电阻率”的实验中,待测金属导线的电阻Rx约为3Ω.实验室备有下列实验器材
A.电压表V1(量程3V,内阻约为15KΩ)             B.电压表V2 (量程15V,内阻约为75KΩ)
C.电流表A1(量程3A,内阻约为0.2Ω)              D.电流表A2(量程600mA,内阻约为1Ω)
E.变阻器R1 (0~10Ω,1.0A)                      F.变阻器R2 (0~100Ω,0.3A)
G.电池E(电动势为3V,内阻约为0.3Ω)             H.开关S,导线若干
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(1)提高实验精确度,减小实验误差,应选用的实验器材有______
(2)为了减小实验误差,应选用下图中______(填“a”或“b”)为该实验的电原理图,并按所选择的原理图把实物图用导线连接起来.
(3)用刻度尺测得金属丝长度为60.00cm,用螺旋测微器测得导线的直径为0.635mm,两电表的示数分别如下图所示,则电阻值为______Ω,电阻率为______
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在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中,某实验小组采用如图1所示的实验装置和实验器材.
(1)为了用细线的拉力表示小车受到的合外力,可以改变木板的倾角,以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力.简要说明你平衡摩擦力的实验判断方法.______
(2)用砂和砂桶的重力大小来表示小车受到的合外力,必须满足的条件是______
(3)除实验装置中的仪器外,还需要的测量仪器有______
(4)如图2为实验中打出的一条纸带,现选取纸带中的A、B两点来探究恒力做功与动能改变的关系.已知打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g.请你用字母表示需要测量的物理量,说明其物理意义(用文字说明或在图中标明),并把探究结果的表达式写出来.
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一个发电站输出的电压U1=400V,先经过一台升压变压器升压,通过阻值为R=5Ω的输电线输电,再经过一台降压变压器后,向用户供电.已知降压变压器的匝数比为10:1,用户的额定电压为220V,用电功率为44KW.则升压变压器的匝数比是( )
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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