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如图所示,物块M和m用一不可伸长的细绳通过定滑轮连接,m放在倾角θ=30°的固定...

如图所示,物块M和m用一不可伸长的细绳通过定滑轮连接,m放在倾角θ=30°的固定光滑斜面上,而穿过竖直杆PQ的物块M可沿杆无摩擦地下滑,M=3m=1Kg,开始时,将M抬高到A点,使细绳水平,此时OA段绳长为L=4.0m,现M由静止开始下滑,回答下列问题:
(1)物块m的机械能是否守恒?若守恒,请说出理由;若不守恒,请说出机械能如何变化,变化的大小与什么力做功相等?
(2)当M下滑3.0m至B点时的速度为多大?
(3)当M下滑3.0m至B点的过程中,绳对M做的功为多大?(g取10m/s2

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本题的关键是:(1)M和m组成的系统机械能守恒,而M或m的机械能不守恒,(2)物体m上滑的位移为绳长OB与OA之差,(3)M与m速度关系满足=sinθ 【解析】 (1)由于物体m上升过程中,不只是重力做功,绳子拉力做正功,所以物体m的机械能不守恒,根据功能关系“除重力以外其它力做的功等于物体机械能的变化”可知物体m的机械能增加,且增加的机械能等于绳子拉力对物体m做的功. (2)由于两个物体组成的系统在运动过程中只有重力做功,系统机械能守恒,设M到B点时速度,m的速度为,则有: Mgh-mg(OB-OA)sinθ=M+  ① 由图可知OB==5m,所以sin∠AOB==0.6,即∠AOB=37°,再根据速度的分解,把v1沿OB方向分解, 有=sin37°② 联立①②并代入数据解得=7.1m/s. 即M下滑至B点时的速度为7.1m/s. (3)对M运用动能定理:Mgh+W=-0 解得W=-4.8J 即当M下滑3m的过程中,绳对M做的功为-4.8J.
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考点分析:
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如图所示,电动机带动滚轮做逆时针匀速转动,在滚轮的摩擦力作用下,将一金属板从斜面底端A送往上部,已知斜面光滑且足够长,倾角θ=30°,滚轮与金属板的切点B到斜面底端A的距离为L=6.5m,当金属板的下端运动到切点B处时,立即提起滚轮使它与板脱离接触.已知板之后返回斜面底部与挡板相撞后立即静止,此时放下滚轮再次压紧板,再次将板从最底端送往斜面上部,如此往复.已知板的质量为m=1×103kg,滚轮边缘线速度恒为v=4m/s,滚轮对板的正压力FN=2×104N,滚轮与板间的动摩擦因数为μ=0.35,取g=10m/s2.求:
(1)在滚轮作用下板上升的加速度;
(2)板加速至与滚轮速度相同时前进的距离;
(3)板往复运动的周期.

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如图所示,在一次摩托车飞越壕沟的表演中,摩托车车手驾驶一辆摩托车先在水平路面上加速至v=20m/s,然后靠惯性冲上斜坡并从斜坡顶部的平台上水平飞出,不计空气阻力,g=10m/s2,求:
(1)若已知平台高度为5m,摩托车在冲上斜坡过程中克服摩擦力做功7800J,驾驶员和摩托车的总质量为100kg,则从平台上飞出的初速度为多少?
(2)在第(1)问中,若摩托车车身长约1.6m,问摩托车能否安全飞过10m宽的壕沟?
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某同学设计了一个用打点计时器探究碰撞过程中不变量的实验:在小车A的前端粘有橡皮泥,推动小车A使之做匀速运动.然后与原来静止在前方的小车B相碰并粘合成一体,继续做匀速运动,他设计的具体装置如图所示.在小车A后连着纸带,电磁打点计时器电源频率为50Hz,长木板下垫着小木片用以平衡摩擦力.
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(1)若已得到打点纸带如图所示,并将测得的各计数点间距离标在图上,A点是运动起始的第一点,则应选    段来计算A的碰前速度,应选    段来计算A和B碰后的共同速度(以上两格填“AB”或“BC”或“CD”或“DE”).
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(2)已测得小车A的质量m1=0.40kg,小车B的质量m2=0.20kg,由以上测量结果可得:碰前mAvA+mBvB=    kg•m/s;碰后mAvA,+mBvB,=    kg•m/s.并比较碰撞前后两个小车质量与速度的乘积之和是否相等    .(计算结果保留三位有效数字) 查看答案
如图甲所示是某同学探究小车加速度与力的关系的实验装置,他将光电门固定在水平轨道上的B点,用不同重物通过细线拉同一小车,每次小车都从同一位置A由静止释放.
(1)若用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示,则d=    cm;实验时将小车从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间△t=2.0×10-2s,则小车经过光电门时的速度为    m/s;
(2)实验中可近似认为细线对小车的拉力与重物重力大小相等,则重物的质量m与小车的质量M间应满足的关系为   
(3)测出多组重物的质量m和对应遮光条通过光电门的时间△t,并算出相应小车经过光电门时的速度v,通过描点作出线性图象,研究小车加速度与力的关系,处理数据时应作出    (选填“v-m”或“v2-m”)图象.
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如图,两物体A、B用轻质弹簧相连,静止在光滑水平面上,现同时对A、B两物体施加等大反向的水平恒力F1、F2使A、B同时由静止开始运动,在弹簧由原长伸到最长的过程中,对A、B两物体及弹簧组成的系统,正确的说法是( )
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A.A、B先作变加速运动,当F1、F2和弹力相等时,A、B的速度最大;之后,A、B作变减速运动,直至速度减到零
B.A、B作变减速运动速度减为零时,弹簧伸长最长,系统的机械能最大
C.A、B、弹簧组成的系统机械能在这一过程中是先增大后减小
D.因F1、F2等值反向,故A、B、弹簧组成的系统的动量守恒
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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