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将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力.图甲表示小滑块(可视为质点)...

将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力.图甲表示小滑块(可视为质点)沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的AA′之间来回滑动,AA′点与O 点连线与竖直方向之间的夹角相等且都为θ,均小于10°,图乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线,且图中t=0为滑块从A点开始运动的时刻.试根据力学规律和题中(包括图中)所给出的信息,求小滑块的质量、容器的半径及滑块运动过程中的守恒量.(g=10m/s2
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(1)θ很小,小滑块在AA′之间做简谐运动(单摆运动),根据图乙得出单摆的周期,再根据T=得容器的半径; (2)滑块在最高点,对器壁的压力最小,为Fmin=mgcosθ,在最低点速度最大,沿半径方向上的合力提供向心力,此时压力最大,则,最高点到最低点,机械能守恒,有.联立三个式子求出滑块的质量. (3)滑块运动过程中机械能守恒,守恒量为机械能,规定B点为0势能点,机械能等于A点的重力势能. 【解析】 (1)滑块在AA′之间做简谐运动,周期T=s 由T=得容器的半径:R==0.1m (2)由牛顿第二定律,在平衡位置:…① 在A点时有:Fmin=mgcosθ…② 滑块由A到B过程机械能守恒得:③ 其中,Fmax=0.510N;Fmin=0.495N 由①②③式解得小滑块的质量:m=0.05㎏,cosθ=0.99 (3)滑块机械能守恒,守恒量机械能E=mgR(1-cosθ)=5×10-4J 答:小滑块的质量为0.05㎏,容器的半径为0.1m,滑块运动过程中的守恒量为机械能.
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考点分析:
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如图所示,木箱abcd,高为L,在木箱内底部放有一个小物体Q(可视为质点).现用力向上拉绳,使木箱由静止开始向上运动.若保持拉力的功率不变,经过t时间,木箱达到最大速度,这时让木箱实然停止,小物体会继续向上运动,且恰能达到木箱顶端,求在t时间内木箱上升的高度.

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理论证明,取离星球中心无穷远处为引力势能的零势点时,以物体在距离星球中心为r处的引力势能可表示为:Ep=-Gmanfen5.com 满分网.G为万有引力常数,M、m表示星球与物体的质量,而万有引力做的功则为引力势能的减少.已知月球质量为M、半径为R,探月飞船的总质量为m.月球表面的重力加速度为g,万有引力常数G.
(1)求飞船在距月球表面H(H>manfen5.com 满分网)高的环月轨道运行时的速度v;
(2)设将飞船从月球表面发送到上述环月轨道的能量至少为E.有同学提出了一种计算此能量E的方法:根据manfen5.com 满分网,将(1)中的v代入即可.请判断此方法是否正确,并说明理由.如不正确,请给出正确的解法与结果(不计飞船质量的变化及其他天体的引力和月球的自转).
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2005年是“世界物理年”,为激发广大青少年对物理学的兴趣,提高人们对物理学在当今社会重要作用的认识,英国和爱尔兰将今年定为“爱因斯坦年”.剑桥大学物理学家海伦•杰尔斯基研究了各种自行车特技的物理学原理,并通过计算机模拟技术探询特技动作的极限,设计了一个令人惊叹不已的高难度动作--“爱因斯坦空翻”,并在伦敦科学博物馆由自行车特技运动员(18岁的布莱士)成功完成.现将“爱因斯坦空翻”简化模型如图,质量为m的自行车运动员从B点由静止出发,经BC圆弧,从C点竖直冲出,完成空翻,完成空翻的时间为t,由B到C的过程中,克服摩擦阻力做功为W,空气阻力忽略不计,重力加速度为g,试求:自行车运动员从B到C至少做多少功?

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如图1所示,某同学设计了一个测量金属丝电阻率的实验.将直径为d的待测金属丝固定在接线柱a、b上,在金属丝上安一个小金属滑片c,连接好电路,电路中R是保护电阻(阻值未知).已知电压表的内阻远大于金属丝的电阻,电压表的分流作用可以忽略不计.闭合开关后电流表的读数为I,调节滑片c的位置,分别测量出长度L及所对应的电压值U,然后作出U-L图象,如图2所示.(1)在图线上取一点P,P点的横坐标值为L,纵坐标值为U,由此可得该金属丝的电阻率为______
(2)用实线连接实验线路图
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在学到自由落体这一部分内容后,有同学计算,若有雨滴从距地面2.5km高空自由落下,到达地面时速度将达到700m/s.这雨滴无异于一发高速运动的子弹.事实上谁也未见过如此高速的雨滴,这引发了一些同学的思考:雨滴在下落时肯定受到了空气阻力的作用.哪它究竟是如何运动的呢?有一组同学设计了一个实验,用胶木球在水中的自由下落来模拟雨滴在空气中的下落过程.实验中,胶木球从某一高度竖直落下,用闪光照相方法拍摄了小球在不同时刻的位置,如图所示.
①请你根据此闪光照片定性描述出小球的运动情形:______
②对于小球下落时所受的阻力,我们可以作最简单的猜想:阻力(F)与小球速度(V)______,即F=k______(k为某一常数).闪光照相机的闪光频率为f,图中刻度尺的最小分度为s,小球的质量为m.若猜想成立,则由此闪光照片及上述已知条件可求得胶木球在水中下落时的阻力常数k=______

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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