如图所示是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图,光滑斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接,圆形轨道半径为R.一个质量为m的小车(可视为质点)从距地面h高处的A点由静止释放沿斜面滑下.已知重力加速度为g.
(1)求当小车进入圆形轨道第一次经过B点时对轨道的压力;
(2)假设小车恰能通过最高点C完成圆周运动,求小车从B点运动到C克服摩擦阻力做的功.
考点分析:
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2003年10月15日9时整,搭载的“神舟”五号载人飞船发射成功,9时42分飞船进入预定轨道,于16日6时23分在内蒙古四子王旗的主着陆场安全着陆,揭开了我国航天史上新的一页.
(1)为了使飞船到达一定速度需要一个加速过程,在加速过程中,宇航员处于超重状态.人们把这种状态下宇航员对座椅的压力F
N与静止在地球表面时的重力mg的比值k=F
N/mg称为耐受力值.选定两名宇航员,他们在此状态下耐受力最大值分别是k=8和k=7,已知地球表面的重力加速度为g=10m/s
2.试求飞船带着这两名宇航员在竖直向上发射时的加速度a的最大值不能超过多少?
(2)“神舟”五号飞船从发射到回收飞行约21h,绕地球14圈.假设把飞船的整个运动过程看作匀速圆周运动,若飞船做圆周运动的周期为T,地球半径为R,地球表面处重力加速度为g. 试导出飞船运行线速度的表达式.
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额定功率为80kW、质量是2.0×10
3kg的汽车,在平直公路上行驶,在发动机保持额定功率的情况下,汽车行驶的最大速度是40m/s.如果汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度的大小是2.0m/s
2,运动过程中受到的阻力不变.求:
(1)汽车受到的阻力大小;
(2)4.0s末汽车发动机的瞬时功率.
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滑雪者及滑雪板总质量m=75kg,从静止开始沿山坡匀加速滑下,山坡的倾角θ=30°,山坡滑雪道长s=150m.若滑雪者受到阻力的大小为f=150N且保持不变,重力加速度g取10m/s
2,求:
(1)滑雪者下滑加速度的大小;
(2)滑雪者完成150m的滑行的距离所用的时间.
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质量m=10kg的物体放在水平地板上,在沿水平方向拉力F
1=20N的作用下,物体恰好做匀速直线运动.
(1)若用F
2=40N的水平拉力作用于物体上,从静止开始作用5.0s,求此物体运动的位移大小;
(2)若用与水平方向夹角为37°斜向上的拉力F
3=50N拉此物体,求拉力作用10s时物体的速度大小.
(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s
2)
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某同学用图1所示装置通过半径相同的A、B两球的碰撞来验证动量守恒定律,图1中PQ是斜槽,QR为水平槽,实验时先使A球从球斜槽上某一固定位置G由静止开始滚下,落到位于水平地面的记录纸上,留下痕迹,重复上次操作10次,得到10个落点痕迹,再把B球放在水平槽上靠近槽末端的地方,让A球仍从位置G由静止开始滚下,和B球碰撞后,A、B球分别在记录纸上留下各自的落点痕迹,重复这种操作10次,图1中O点是水平槽末端R在记录纸上的垂直投影点,B球落点痕迹和图2所示,其中米尺水平放置,且平行于C、R、O所在的平面,米尺的零点与O点对齐.
(1)碰撞后B球的水平射程应取为______cm
(2)在以下选项中,哪些是本次实验必须进行的测量?答:______(填选项号).
(A)水平槽上未放B球时,测量A球落点位置到O点的距离
(B)A球与B球碰撞后,测量A球落点位置到O点的距离
(C)测量A球或B球的直径
(D)测量A球和B球的质量(或两球质量之比)
(E)测量G点相对于水平槽面的高度.
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