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如图所示,圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上,轨道半径为R,MN为直径且与...

如图所示,圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上,轨道半径为R,MN为直径且与水平面垂直,直径略小于圆管内径的小球A以某一初速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,落地点距N为2R.重力加速度为g,忽略圆管内径,空气阻力及各处摩擦均不计,求:
(1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t;
(2)小球A冲进轨道时速度v的大小.

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(1)求平抛运动的时间,当然是从竖直方向的自由落体运动中求得. (2)小球A以某一初速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点的过程机械能守恒、A与B碰撞过程动量守恒,而碰撞完成后的速度就是AB一起平抛的初速度.列出机械能守恒和动量守恒的方程组,问题可解. 【解析】 (1)粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动,竖直方向分运动为自由落体运动, 有…① 解得…② (2)设球A的质量为m,碰撞前速度大小为v1,把球A冲进轨道最低点时的重力势能定为0,由机械能守恒定律知 …③ 设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v2,则v2== 由动量守恒定律知 mv1=2mv2…④ 飞出轨道后做平抛运动,水平方向分运动为匀速直线运动,有 2R=v2t…⑤ 综合②③④⑤式得v=2 答:(1)两球从飞出轨道到落地的时间 (2)小球A冲进轨道时速度为2.
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考点分析:
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如图,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆.ab为沿水平方向的直径.若在a点以初速度v沿ab方向抛出一小球,小球会击中坑壁上的c点.已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半,求圆的半径.

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某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律.让一个摆球由静止开始从A位置摆到B位置,若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即manfen5.com 满分网mv2=mgh.直接测量摆球到达B点的速度v比较困难.现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动,利用平抛的特性来间接地测出v.
如图(a)中,悬点正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出作平抛运动.在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹.
用重锤线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐.用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律.已知重力加速度为g,小球的质量为m.
(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为______cm.
(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v=______

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manfen5.com 满分网如图,质量为M、长度为l的小车静止在光滑的水平面上.质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端.现用一水平恒力F作用在小物块上,使物块从静止开始做匀加速直线运动.物块和小车之间的摩擦力为Ff.物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离为s.在这个过程中,以下结论正确的是( )
A.物块到达小车最右端时,小车具有的动能为Ffs
B.物块到达小车最右端时具有的动能为F(l+s)
C.物块克服摩擦力所做的功为Ff(l+s)
D.物块和小车增加的机械能为Ffs
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如图所示,一个质量为m的物体(可视为质点),以某一初速度由A点冲上倾角为30°的固定斜面,其加速度大小为g,物体在斜面上运动的最高点为B,B点与A点的高度差为h,则从A点到B点的过程中,下列说法正确的是( )
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A.物体动能损失了manfen5.com 满分网
B.物体动能损失了2mgh
C.系统机械能损失了mgh
D.系统机械能损失了manfen5.com 满分网
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如图所示,小车AB静止于水平面上,A端固定一个轻质弹簧,B端粘有橡皮泥.小车AB质量为 M,质量为m的木块C放在小车上,CB距为L用细线将木块连接于小车的A端并使弹簧压缩.开始时小车AB与木块C都处于静止状态,现烧断细线,弹簧被释放,使木块离开弹簧向B端滑去,并跟B端橡皮泥粘在一起.所有摩擦均不计,对整个过程,以下说法正确的是( )
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A.整个系统机械能守恒
B.整个系统动量守恒
C.当木块的速度最大时,小车的速度也最大
D.小车AB相对于地面向左运动的最大位移等于manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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