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如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由直轨道AB和半圆轨道BC组成,半圆轨道半径为R...

如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由直轨道AB和半圆轨道BC组成,半圆轨道半径为R.小球从轨道AB上高H处的某点静止滑下,用力传感器测出小球经过圆轨道最高点C时对轨道的压力为F,并得到如图乙所示的压力F随高度H的变化关系图象.(小球在轨道连接处无机械能损失,g=10m/s2
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求:
(1)小球从H=3R处滑下,它经过最低点B时的向心加速度的大小;
(2)小球的质量和圆轨道的半径;
(3)试在图乙中画出小球在圆轨道最低点B时对轨道的压力随高度H的变化图象.(要求写出轨道的压力随高度变化的关系式)
小球从A到C运动的过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律和牛顿第二定律求出小球对轨道C点的压力与H的关系式,然后结合F-H图线求解. 【解析】 (1)由机械能守恒得: 向心加速度 (2)由机械能守恒得: 由牛顿第二定律得: 解得: 根据图象得:m=0.1kg  R=0.2m (3)由机械能守恒得: 由牛顿第二定律得: 得: 根据小球在圆轨道最低点B时对轨道的压力和高度H的表达式作出图象. 答:(1)小球从H=3R处滑下,它经过最低点B时的向心加速度的大小是60m/s2; (2)小球的质量是0.1kg,圆轨道的半径是0.2m; (3)见图
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考点分析:
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求:
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求:
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(2)某同学用如图甲所示装置做“验证机械能守恒定律”的实验.图乙为实验中得到的一条纸带,在纸带上用0、1、2、3、4、5、6…标出计数点.
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①规定打点1时重力势能为0,要计算出打点4时重物的机械能,在纸带上必须测出______
实验中若不知道本地的重力加速度的大小,要计算出机械能还必须测出重物的______
②该同学根据测出的数据准确地计算出各计数点时重物的机械能,发现打后一个点时机械能都比打前一个点时机械能小,其原因可能是______ (只要求说出一种).
③若在数据处理时所用的重力加速度比本地的重力加速度偏大,不考虑其它因素产生的误差,将使打后一个点时机械能都比打前一个点时机械能______
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A.运动过程中小球的机械能守恒
B.t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少
C.t2时刻小球的加速度为零
D.t2~t3这段时间内,小球的动能与重力势能之和在增加
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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