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如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量...

manfen5.com 满分网如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物块(可视为质点)将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物块获得某一向右速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点.试求:
(1)弹簧开始时的弹性势能;
(2)物块从B点运动至C点克服阻力做的功.
(1)研究物体经过B点的状态,根据牛顿运动定律求出物体经过B点的速度,得到物体的动能,物体从A点至B点的过程中机械能守恒定律,弹簧的弹性势能等于体经过B点的动能; (2)物体恰好到达C点时,由重力充当向心力,由牛顿第二定律求出C点的速度,物体从B到C的过程,运用动能定理求解克服阻力做的功; 【解析】 (1)物块在B点时,由牛顿第二定律得:, 由题意:FN=7mg 物体经过B点的动能:      在物体从A点至B点的过程中,根据机械能守恒定律,弹簧的弹性势能:Ep=EkB=3mgR. (2)物体到达C点仅受重力mg,根据牛顿第二定律有:, 物体从B点到C点只有重力和阻力做功,根据动能定理有:W阻-mg•2R=EkC-EkB 解得:W阻=-0.5mgR 所以物体从B点运动至C点克服阻力做的功为:W=0.5mgR. 答:(1)弹簧开始时的弹性势能3mgR  (2)块从B点运动至C点克服阻力做的功0.5mgR.
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考点分析:
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在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中:
(1)实验中动能的增加量应略    (选填“大于”、“小于”或“等于”)重力势能的减少量,其主要原因是   
A.重物下落的实际距离大于测量值     B.重物下落的实际距离小于测量值
C.重物下落受到阻力                 D.重物的实际末速度大于计算值
(2)甲、乙、丙三位同学分别得到A、B、C三条纸带,他们的前两个点间的距离分别是1.0mm、1.9mm、4.0mm.那么应该选用    同学的纸带最为理想,一定存在操作误差的同学是    ,可能的错误原因是   
(3)如图所示,有一条纸带,各点距A点的距离分别为d1,d2,d3,…,各相邻点间的时间间隔为T,当地重力加速度为g.要用它来验证物体从B到G处的机械能是否守恒,则B点的速度表达式为vB=    ,G点的速度表达式为vG=    ,若B点和G点的速度vB、vG及BG间的距离h均为已知量,则当满足    时,物体的机械能守恒.
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“探究动能定理”的实验装置如图所示,当小车在两条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W.当用4条、6条、8条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W…,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出.
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①关于该实验,下列说法正确的是______
A.打点计时器可以用直流电源供电,电压为4~6V
B.实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等
C.每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出
D.利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W,依次做出W-vm、W-vm2、W-vm3、W2-vm、W3-vm…的图象,得出合力做功与物体速度变化的关系.
②图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带,测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm,OB=7.12cm,OC=8.78cm,OD=10.40cm,OE=11.91cm,.已知相邻两点打点时间间隔为0.02s,则小车获得的最大速度vm=______m/s.
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manfen5.com 满分网空间某一静电场的电势φ在x轴上分布如图所示,x轴上两点B、C点电场强度在x方向上的分量分别是EBx、ECx,下列说法中正确的有( )
A.EBx的大小大于ECx的大小
B.EBx的方向沿x轴正方向
C.电荷在O点受到的电场力在x方向上的分量最大
D.负电荷沿x轴从B移到C的过程中,电场力先做正功,后做负功
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如图所示,在光滑的绝缘水平面上,两个带等量正电荷的点电荷M、N,分别固定在A、B两点,O为AB连线的中点,C、D在AB的垂直平分线上.在C点处静止释放一个带负电的小球P(不改变原来电场的分布),此后P在C点和D点之间来回运动,则下列说法中正确的是( )
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A.若小球P在经过C点时电荷量突然减小,则它将会运动到连线上的CD段之外
B.若小球P的电荷量在经过CO之间某处减小,则它将会运动到连线上的CD段之外
C.若小球P在经过C点时,点电荷M、N的电荷量同时等量增大,则它将会运动到连线上的CD段之外
D.若小球P在经过CO之间某处时,点电荷M、N的电荷量同时等量增大,则它以后不可能再运动到C点或D点
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点电荷Q的电场中,一个α粒子(manfen5.com 满分网)通过时的轨迹如图实线所示,a、b为两个等势面,则下列判断中正确的是( )
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A.α粒子经过两等势面的动能Eka>Ekb
B.运动中.粒子总是克服电场力做功
C.Q可能为正电荷,也可能为负电荷
D.α粒子在两等势面上的电势能Epa>Epb
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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