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蒸汽机中自动控制转速的装置叫做离心节速器,它的工作原理和下述力学模型类似:在一根...

蒸汽机中自动控制转速的装置叫做离心节速器,它的工作原理和下述力学模型类似:在一根竖直硬质细杆的顶端O用铰链连接两根轻杆,轻杆的下端分别固定两个金属小球.当发动机带动竖直硬质细杆运动时,两个金属球可在水平面上做匀速圆周运动,如图所示,设与金属球连接的两轻杆的长度均为l,两金属球的质量均为m.各杆的质量均可忽略不计.当发动机加速运转时,轻杆与竖直杆的夹角从30°增加到60°,求这一过程中发动机对两小球所做的功,忽略各处的摩擦和阻力.

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本题考查了变力做功情况,由于在轻杆与竖直杆的夹角变化过程中,杆上的力大小方向均发生变化,无法利用功的定义式直接求解,因此要利用功能关系求解.由于小球做匀速圆周运动因此要结合圆周运动知识求解. 【解析】 由题意,当轻杆与竖直杆夹角为30°时,小球做圆周运动,由有:          ① R1=lsin30°                 ② 同理,当轻杆与竖直杆夹角为60时,由F=mv2/R有: mgtan60°=m         ③ R2=lsin60°                  ④ 由功能关系,这一过程中发动机对每个小球所做的功为W,根据功能关系得:          ⑤ 联立①②③④⑤解得: 该过程中发动机对两小球做总功为:. 故发动机对两个小球所做的功为.
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考点分析:
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消防队员在某高楼进行训练,他要从距地面高h=36m处的一扇窗户外沿一条竖直悬挂的绳子滑下,在下滑过程中,他先匀加速下滑,此时手脚对悬绳的压力FNl=640N,紧接着再匀减速下滑,此时手脚对悬绳的压力FN2=2080N,滑至地面时速度恰为0.已知消防队员的质量为m=80kg,手脚和悬绳间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10m/s2,求:
(1)分别求出他在加速下滑、减速下滑两过程中的加速度大小?
(2)他沿绳滑至地面所用的总时间t?
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(1 ) 如图,某同学用游标为20分度的卡尺测量一金属圆板的直径为______cm.
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(2)某同学在研究平抛运动的实验中,他在竖直墙上记录了抛物线轨迹的一部分,如图所示,O点不是抛出点,X轴沿水平方向,由图中所给的数据求:①小球平抛的初速度是______m/s;②从抛出点到B点所经历的时间是______s.g取10m/s2.
(3)一打点计时器固定在斜面上,一小车拖着穿过打点计时器的纸带从斜面滑下,打出的纸带的一段如图所示,在纸带上每5个点取一个计数点,依打点先后编为0、1、2、3、4、5、6,每两相邻计数点之间的时间间隔为0.1s.
①小车在计数点5所对应的速度大小为v=______m/s.(保留三位有效数字)
②小车沿斜面下滑的加速度大小a=______m/s2.(保留三位有效数字)
③如果当时电网中交变电流的频率变大,而做实验的同学并不知道,那么加速度的
测量值与实际值相比______(选填:“偏大”、“偏小”或“不变”).
④若斜面光滑,请用以上数据的字母表示出斜面倾角的表达式?(重力加速度g已知)______
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如图所示,光滑斜面固定在水平面上,顶端O有一小球,从静止释放,运动到底端B的时间是t1若.给小球不同的水平初速度,落到斜面上的A点,经过的时间是t2,落到斜面底端B点经过的时间是t3落到水平面上的C点,经过的时间是t4则( )
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A.t2>t1
B.t3>t2
C.t4>t3
D.t1>t4
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如图所示,在倾角θ=30°的光滑固定斜面上,放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B,两球之间用一根长L=0.2m的轻杆相连,小球B距水平面的高度h=0.1m.两球从静止开始下滑到光滑地面上,不计球与地面碰撞时的机械能损失,g取10m/s2.则下列说法中正确的是( )
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A.下滑的整个过程中A球机械能守恒
B.下滑的整个过程中两球组成的系统机械能守恒
C.两球在光滑水平面上运动时的速度大小为2m/s
D.系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为manfen5.com 满分网J
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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