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如图所示,倾角θ=30°、长L=2.7m的斜面,底端与一个光滑的1/4圆弧平滑连...

如图所示,倾角θ=30°、长L=2.7m的斜面,底端与一个光滑的1/4圆弧平滑连接,圆弧底端切线水平.一个质量为m=1kg的质点从斜面最高点A沿斜面下滑,经过斜面底端B恰好到达圆弧最高点C,又从圆弧滑回,能上升到斜面上的D点,再由D点由斜面下滑沿圆弧上升,再滑回,这样往复运动,最后停在B点.已知质点与斜面间的动摩擦因数为μ=manfen5.com 满分网/6,g=10m/s2,假设质点经过斜面与圆弧平滑连接处速率不变.求:
(1)质点第1次经过B点时对圆弧轨道的压力;
(2)质点从A到D的过程中质点下降的高度;
(3)质点从开始到第6次经过B点的过程中因与斜面摩擦而产生的热量.

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(1)根据动能定理求出质点第一次到达B点的速度,结合牛顿第二定律和第三定律求出质点对圆弧轨道的压力. (2)对AB段和BD段分别运用动能定理,求出BD的长度,从而得出质点从A到D的过程中质点下降的高度. (3)分别对上滑过程和下滑过程运用动能定理,得出上滑的位移与下滑的位移的关系,从而找出规律,得出质点在斜面上运动的路程,通过Q=fs求出产生的热量. 【解析】 (1)设圆弧的半径为R,则质点从C到B过程,由 得:FN=3mg=3×1×10N=30N   根据牛顿第三定律,质点第1次经过B点对圆弧轨道的压力为30N. (2)设质点第一次由B点沿斜面上滑的速度为υ1,B点到D点的距离为L1 代入数据解得:=0.9m   则质点从A点到D点下降的高度h=0.9m   (3)设质点第2次由B点沿斜面上滑的速度为υ2,沿斜面上滑的距离为L2.则 得: 同理可推得:质点第n次由B点沿斜面上滑的距离Ln为 所以质点从开始到第6次经过B点的过程中,在斜面上通过的路程为 S=L+2(L1+L2)=5.1m   Q=μmgcos30°S=12.75J    答:(1)质点第1次经过B点时对圆弧轨道的压力为30N. (2)质点从A到D的过程中质点下降的高度为0.9m. (3)质点从开始到第6次经过B点的过程中因与斜面摩擦而产生的热量为12.75J.
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考点分析:
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质量m=0.78kg的木块静止于水平面上,现在恒力F作用下做匀加速直线运动,已知恒力大小F=4.5N,方向与水平方向成θ=37°角斜向上,如图所示.3s末撤去此拉力时,木块已滑行的距离s=9m,(重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.)求:
(1)木块与地面间的动摩擦因数;
(2)撤去拉力后,木块继续滑行的距离;
(3)在整个运动过程中,摩擦力对木块做的功.

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2008年5月15日成都军区向汶川等灾区空投包括5万份干粮、2.5万双军用胶鞋、0.5万床棉被在内的救灾物资.直升飞机沿水平方向匀速飞往救灾物资集结地.图示为悬挂着m=500kg空箱的悬索与竖直方向的夹角θ1=45°;而直升机载上救灾物资飞往灾区时,加速度沿水平方向,大小稳定在a=1.5m/s2,悬索与竖直方向的夹角θ2=14°.若空气阻力大小不变,且忽略悬索的质量.(重力加速度g=10m/s2,tan14°=0.25)
试求:(1)空气阻力的大小;
(2)箱中救灾物资的质量.

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(1)若传送带固定不动,滑块从曲面上离传送带高度h1=1.8m的A处开始下滑,求滑块落地点与传送带右端的水平距离;
(2)若传送带以速率v=5m/s顺时针匀速转动,求滑块在传送带上运动的时间.
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如图1所示,1.2两细绳与水平车顶的夹角分别为30和60,物体质量为m,现让小车以2g(g为重力加速度)的加速度向右做匀加速直线运动,当物体与车保持相对静止时,求:绳1中弹力的大小?
下面是一位同学的解法
【解析】
以物体m为研究对象,受力分析如图2,由牛顿第二定律得:
x:T1cos30°-T2cos60°=ma
y:T1sin30°+T2sin60°=mg
解得:T1=(manfen5.com 满分网+manfen5.com 满分网)mg
你认为该同学的解法正确吗?如有错误请写出正确的解法.
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伽利略在《两种新科学的对话》一书中,讨论了自由落体运动和物体沿斜面运动的问题,提出了这样的猜想:物体沿斜面下滑是一种匀变速直线运动,同时他还运用实验验证了其猜想.合肥一中物理兴趣小组依据伽利略描述的实验方案,设计了如图所示的装置,探究物体沿斜面下滑是否做匀变速直线运动.
(1)实验时,让滑块从某一高度由静止沿斜面下滑,并同时打开装置中的阀门,使水箱中的水流到量筒中;当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(整个过程中水流可视为均匀稳定的).改变滑块起始位置的高度,重复以上操作.该实验探究方案是利用量筒中收集的水量来测量______的.
(2)下表是该小组测得的有关数据,其中S为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离,y为相应过程量筒收集的水量.分析表中数据,根据______,可以得出滑块沿斜面下滑是做匀变速直线运动的结论.
次数1234567
S(m)4.53.93.02.11.50.90.3
V(mL)90847262524023.5
manfen5.com 满分网5.65.55.85.55.65.65.4
(3)本实验误差的主要来源有:水从水箱中流出不够稳定,还可能来源于______ 等.(只要求写出一种)

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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