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如图所示,一个半径R=1.0m的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B...

manfen5.com 满分网如图所示,一个半径R=1.0m的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与竖直方向夹角θ=60°,C为轨道最低点,D为轨道最高点.一个质量m=0.50kg的小球(视为质点)从空中A点以v=4.0m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道.重力加速度g取10m/s2.试求:
(1)小球抛出点A距圆弧轨道B端的高度h.
(2)小球经过轨道最低点C时对轨道的压力FC
(3)小球能否到达轨道最高点D?若能到达,试求对D点的压力FD.若不能到达,试说明理由.
根据小球恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道,说明小球的末速度应该沿着B点切线方向,再由圆的半径和角度的关系,可以求出B点切线的方向,即平抛末速度的方向,从而可以求得竖直方向分速度. 根据机械能守恒定律求得C点速度,根据牛顿定律求得压力. 设小球能到达D点,根据机械能守恒定律求得D点速度,再运用牛顿第二定律和圆周运动知识求解. 【解析】 (1)小球恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道,说明小球的末速度应该沿着B点切线方向, 将平抛末速度进行分解,根据几何关系得: B点速度在竖直方向的分量:m/s                        竖直方向的分运动为自由落体运动.m                     (2)由机械能守恒定律,有 得vC2=74m2/s2      根据牛顿第二定律,有, 解得F'C=42N                根据牛顿第三定律,F=F'=42N,方向竖直向下.                          (3)设小球能到达D点,根据机械能守恒定律,有 解得,即小球能到达D点.                                根据牛顿定律,有 代入数据,解得小球受到的压力F'D=12N 根据牛顿第三定律,小球对轨道的压力为FD=F'D=12N,方向竖直向上.      答:(1)小球抛出点A距圆弧轨道B端的高度h是2.4m. (2)小球经过轨道最低点C时对轨道的压力是42N,方向竖直向下. (3)小球能到达D点,对D点的压力是12N,方向竖直向上.
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考点分析:
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A.电压表V1(0~3V,内阻3kΩ)
B.电压表V2(0~15V,内阻15kΩ)
C.电流表A(0~0.6A,内阻约1Ω)
D.定值电阻R1=3kΩ
E.定值电阻R2=15kΩ
F.滑动变阻器R(10Ω,2A)
G.学生电源(直流6V,内阻不计)
H.开关、导线若干
(1)为了使测量结果更加准确,实验中所用电压表应选用______,定值电阻应选用______(均用序号字母填写);
(2)为尽量减小实验误差,并要求从零开始多取几组数据,请在方框内画出满足实验要求的电路图;
(3)根据实验做出P-U2图象,下面的四个图象中可能正确的是______
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(1)在“探究功与物体速度变化的关系”实验中,为了平衡小车运动中受到的阻力.应该采用下面所述的______方法(填“a”、“b”或“c”).
(a)逐步调节木板的倾斜程度,使静止的小车开始运动
(b)逐步调节木板的倾斜程度,使小车在木板上保持静止
(c)逐步调节木板的倾斜程度,使夹在小车后面的纸带上所打的点间隔均匀
(2)在上述实验中,打点计时器使用的交流电频率为50Hz.某同学打出的一段纸带如图所示,则小车匀速运动时的速度大小为______m/s.(计算结果保留3位有效数字)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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