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如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其...

如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道AB、CD段是光滑的,水平轨道BC的长度s=5m,轨道CD足够长且倾角θ=37°,A、D两点离轨道BC的高度分别为h1=4.30m、h2=1.35m.现让质量为m的小滑块自A点由静止释放.已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6、cos37°=0.8.求:
(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小;
(2)小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔;
(3)小滑块最终停止的位置距B点的距离.

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(1)直接对小物块从A→B→C→D过程中运用动能定理列式求解即可; (2)先对从A→B→C过程运用动能定理求出小滑块到达C点的速度,求出在斜面CD上的加速度,再对小滑块在CD斜面上的运动运用运动学公式求解; (3)对全部过程运用动能定理,得出物体在BC面上滑行的总路程,再结合几何关系确定物体最终的静止位置. 【解析】 (1)小物块从A→B→C→D过程中,由动能定理得 将h1、h2、s、μ、g代入得:vD=3m/s                             即小滑块第一次到达D点时的速度大小为3m/s. (2)小物块从A→B→C过程中,由动能定理得 将h1、s、μ、g代入得:vC=6m/s                                  小物块沿CD段上滑的加速度大小a=gsinθ=6m/s2 小物块沿CD段上滑到最高点的时间=1s                         由于对称性可知小物块从最高点滑回C点的时间t2=t1=1s 故小物块第一次与第二次通过C点的时间间隔t=t1+t2=2s            即小滑块第一次与第二次通过C点的时间间隔2s. (3)对小物块运动全过程利用动能定理,设小滑块在水平轨道上运动的总路程为S总 有:mgh1=μmgs总                                                将h1、μ、g代入得S总=8.6m                                      故小物块最终停止的位置距B点的距离为2s-S总=1.4m                 即小滑块最终停止的位置距B点的距离为1.4m.
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考点分析:
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如图所示,用长为l的绝缘细线拴一个质量为m、带电量为+q的小球(可视为质点)后悬挂于O点,整个装置处于水平向右的匀强电场E中.将小球拉至使悬线呈水平的位置A后,由静止开始将小球释放,小球从A点开始向下摆动,当悬线转过60°角到达位置B时,速度恰好为零.求:
(1)B、A两点的电势差UBA
(2)电场强度E
(3)小球到达B点时,悬线对小球的拉力T.

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土星周围有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动.其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心距离分别为rA=8.0×104km和r B=1.2×105km.忽略所有岩石颗粒间的相互作用,求:(结果可用根式表示)
(1)求岩石颗粒A和B的线速度之比;
(2)求岩石颗粒A和B的周期之比;
(3)土星探测器上有一物体,在地球上重为10N,推算出他在距土星中心3.2×105km处受到土星的引力为0.38N.已知地球半径为6.4×103km,请估算土星质量是地球质量的多少倍?
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如图所示,是用光电计时器等器材做“验证机械能守恒定律”的实验.图(甲)中a、b分别是光电门的激光发射和接收装置.图(乙)中在滑块上安装一遮光板,把滑块放在水平气垫导轨上,并通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连.测得滑块(含遮光板)质量为M、钩码质量为m、遮光板宽度为d、当地的重力加速度为g.将滑块在图示位置释放后,光电计时器记录下遮光板先后通过两个光电门的时间分别为△t1、△t2
(1)实验中还需要测量的物理量是    (在以后的表达中统一用字母A表示该量).
(2)本实验中验证机械能守恒的表达式为:manfen5.com 满分网=    (用题目中给定的字母表示).
(3)若气垫导轨的左侧高,测得系统的动能增加量    钩码的重力势能减少量.(填“>”、“=”或“<”)
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manfen5.com 满分网为探究物体在下落过程中机械能是否守恒,某同学采用实验装置如图甲所示.
(1)其设计方案如下:让质量为m的立方体小铁块从开始端自由下落,开始端至光电门的高度差为h,则此过程中小铁块重力势能的减少量为    ;测出小铁块通过光电门时的速度v,则此过程中小铁块动能增加量为    ;比较这两个量之间的关系就可得出此过程中机械能是否守恒.(已知当地重力加速度大小为g)
(2)具体操作步骤如下:
A.用天平测定小铁块的质量m;
B.用游标卡尺测出立方体小铁块的边长d;
C.用刻度尺测出电磁铁下端到光电门的距离h(h>>d);
D.电磁铁先通电(电源未画出),让小铁块吸在开始端;
E.断开电源,让小铁块自由下落;
F.计时装置记录小铁块经过光电门所用时间为t,计算出相应速度v;
G.改变光电门的位置,重复C、D、E、F等步骤,得到七组(hi,vi2)数据;
H.将七组数据在v2-h坐标系中找到对应的坐标点,拟合得到如图乙所示直线.
上述操作中有一步骤可以省略,你认为是    (填步骤前的字母);计算小铁块经过光电门的速度表达式v=   
(3)若v2-h图线满足条件    ,则可判断小铁块在下落过程中机械能守恒. 查看答案
如图所示,一个由绝缘材料制成的轻弹簧水平放置,一端固定于竖直墙上,另一端与一带负电的小球相连,小球置于光滑的绝缘水平面上.当整个装置处于水平向左的匀强电场中时,振子在O点处于平衡状态,在B、C两点间振动.假定在振动过程中小球的电量保持不变,则( )
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A.小球在由B到O的过程中,弹性势能和电势能减少,动能增加
B.小球在由O到C的过程中,弹性势能增加,电势能和动能减少
C.小球在由B经O到C的过程中,电势能的变化量和弹性势能的变化量大小相等
D.小球在由C到O的过程中,电势能的变化量和弹性势能的变化量大小相等
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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