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如图所示,一内壁光滑的细管弯成半径为R=0.4m的半圆形轨道CD,竖直放置,其内...

如图所示,一内壁光滑的细管弯成半径为R=0.4m的半圆形轨道CD,竖直放置,其内径略大于小球的直径,水平轨道与竖直半圆轨道在C点连接完好.置于水平轨道上的弹簧左端与竖直墙壁相连,B处为弹簧的自然状态.将一个质量为m=0.8kg的小球放在弹簧的右侧后,用力向左侧推小球而压缩弹簧至A处,然后将小球由静止释放,小球运动到C处后对轨道的压力为F1=58N.水平轨道以B处为界,左侧AB段长为x=0.3m,与小球的动摩擦因数为μ=0.5,右侧BC段光滑.g=10m/s2,求:
(1)弹簧在压缩时所储存的弹性势能.
(2)小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力.

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(1)由题,小球运动到C处后对轨道有压力,根据牛顿第二定律求出小球到达C点时的速度,根据动能定理求出弹簧在压缩时所储存的弹性势能. (2)根据机械能守恒定律求出小球到达D处的速度,根据牛顿运动定律求出小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力. 【解析】 (1)球运动到C处时,由牛顿第二定律得:F1-mg=m 得, 代入解得,v1=5m/s 根据动能定理得, 得, 代入解得,EP=11.2J (2)小球从C到D过程,由机械能守恒定律得, =2mgR+ 代入解得,v2=3m/s 由于,所以小球在D处对轨道外壁有压力,由牛顿第二定律得     代入解得,F2=10N 根据牛顿第三定律得,小球对轨道的压力为10N. 答:(1)弹簧在压缩时所储存的弹性势能为11.2J. (2)小球运动到轨道最高处D点时对轨道的压力为10N.
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考点分析:
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要发射一颗人造地球卫星,使它在半径为r2的预定轨道上绕地球做匀速圆周运动,为此先将卫星发射到半径为r1的近地暂行轨道上绕地球做匀速圆周运动.如图所示,在A点,使卫星速度增加,从而使卫星进入一个椭圆的转移轨道上,当卫星到达转移轨道的远地点B时,再次改变卫星速度,使它进入预定轨道运行,试求卫星从A点到B点所需的时间.已知地球表面的重力加速度大小为g,地球的半径为R.

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manfen5.com 满分网如图所示,在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.求:
(1)物体所受的摩擦力;(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(2)若用原长为10cm,劲度系数为3.1×103N/m的弹簧沿斜面向上拉物体,使之向上匀速运动,则弹簧的最终长度是多少?(取g=10m/s2)
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某研究性学习小组发现河水在缓慢流动时有一个规律,河中央流速最大,岸边速度几乎为零.为了研究河水流速与从岸边到中央距离的关系,小明同学设计了这样的测量仪器:如图甲所示,两端开口的“L”型玻璃管的水平部分置于待测的水流中,竖直部分露出水面,且露出水面部分的玻璃管足够长.当水流以速度 v 正对“L”型玻璃管的水平部分开口端匀速流动时,管内外液面的高度差为 h,且h 随水流速度的增大而增大.为了进一步研究水流速度v 与管内外水面高度差h的关系,该组同学进行了定量研究,得到了如下的实验数据,并根据实验数据得到了v-h 图象,如图丙所示.
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v(m/s)1.001.411.732.002.453.003.16
h(m)0.050.100.150.200.300.450.50
(1)根据根据上表的数据和图丙中图象的形状,可猜想v和h之间的关系为______;为验证猜,请在图丁中确定纵轴所表示的物理量,并另作 图象,若该图象的形状为______,说明猜想正确.
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(2)现利用上述测速器,由河流南岸开始,每隔1米测一次流速,得到数据如下表所示:
测试点距岸距离 x/m123456
管内外高度差   h/cm0.83.27.212.820.028.8
相应的水流速度 v/ms-1__________________________________________
根据v和h之间的关系完成上表的最后一行,对比上表中的数据,可以看出河中水流速度 v 与从南岸到河流中央距离x的关系为:______
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manfen5.com 满分网实验装置如图甲所示,一木块放在水平长木板上,左侧拴有一细软线,跨过固定在木板边缘的滑轮与一重物相连,木块右侧通过纸带与打点计时器相连.在重物的牵引下,木块在木板上向左加速运动.图乙给出了重物落地前,打点计时器在纸带上打出的一些点(单位:cm)

(1)已知打点计时器使用的交变电流的频率为50Hz,结合图乙给出的数据(单位:cm),求出木块运动加速度的大小为______m/s2,并求出纸带中P点瞬时速度大小为______m/s(计算结果均保留2位有效数字).
(2)设重物的质量为m,木块的质量为M,且线与纸带的质量均不计,除了木块与木板间有摩擦外,其它部分的摩擦不计,重力加速度用g表示,若测得的加速度为a,则木块和木板之间的动摩擦因数μ的表达式为μ=______
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如图所示小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P,然后落回水平面.不计一切阻力.下列说法不正确的是( )
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A.小球落地点离O点的水平距离为2R
B.小球落地点时的动能为manfen5.com 满分网
C.小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰好为零
D.若将半圆弧轨道上部的manfen5.com 满分网圆弧截去,其他条件不变,则小球能达到的最大高度比P点高0.5R
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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