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如图所示,粗糙弧形轨道AB和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道.光滑半圆轨道半...

manfen5.com 满分网如图所示,粗糙弧形轨道AB和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道.光滑半圆轨道半径为R,两个光滑半圆轨道连接处CD之间留有很小空隙,刚好能够使小球通过,CD之间距离可忽略.粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为h从A点静止释放一个可视为质点的小球,小球沿翘尾巴的S形轨道运动后从E点水平飞出,落到水平地面上,落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为s.已知小球质量m,不计空气阻力,求:
(1)小球从E点水平飞出时的速度大小;
(2)小球运动到半圆轨道的B点时对轨道的压力大小;
(3)小球沿翘尾巴S形轨道运动时克服摩擦力做的功.
(1)小球从E点飞出做平抛运动,根据高度求出运动的时间,再根据水平位移和时间求出平抛运动的初速度. (2)在B点,沿半径方向上的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出轨道对球的弹力,从而根据牛顿第三定律求出小球对轨道的压力. (3)根据动能定理求出小球沿轨道运动过程中克服摩擦力所做的功. 【解析】 (1)【解析】 (1)小球从E点飞出后做平抛运动,设在E点的速度大小为v,则: 4R= s=vt 解得:v=s (2)小球从B点运动到E点的过程,机械能守恒 \ 在B点F-mg=m 联立解得:F=9mg+ 由牛顿第三定律可知小球运动到B点时对轨道的压力为F′=9mg+ (3)设小球沿翘尾巴的S形轨道运动时克服摩擦力做的功为W,则 mg(h-4R)-W= 得W=mg(h-4R)- 答:(1)小球从E点水平飞出时的速度大小为s; (2)小球运动到半圆轨道的B点时对轨道的压力大小为9mg+; (3)小球沿翘尾巴S形轨道运动时克服摩擦力做的功为mg(h-4R)-.
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考点分析:
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(1)该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,保持M>>m,这样做的目的是   
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组别1234567
M/kg0.580.580.580.580.580.580.58
F/N0.100.150.200.250.300.350.40
a/m•s-20.130.170.260.340.430.510.59
(4)由图象可以看出,该实验存在着较大的误差,产生误差的主要原因是:
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(1)在验证机械能守恒定律的试验中,没有必要进行的操作是______ 
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B.用秒表测重物下落的时间
C.用打点计时器记录重物下落的信息
D.用纸带记录测量重物下落的高度
(2)该实验所用打点计时器的电源频率为50Hz,A、B、C为纸带中选取的三个计数点,每两个计数点之间还有4个点未画出,则每两个计数点之间的时间间隔T=______s,打点计时器在打下计数点B时,物体的下落速度为vB=______m/s.(小数点后保留两位有效数字)
(3)由于该实验中存在阻力做功,所以实验测得的重物的重力势能的减少量______动能的增加量(选填“<”,“>”或“=”)
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如图所示,在倾角θ=30°的光滑固定斜面上,放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B,两球之间用一根长L=0.2m的轻杆相连,小球B距水平面的高度h=0.1m.两球从静止开始下滑到光滑地面上,不计球与地面碰撞时的机械能损失,g取10m/s2.则下列说法中正确的是( )
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D.系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为manfen5.com 满分网J
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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