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如图所示,质量为M的小球被一根长为L的可绕O轴自由转动的轻质杆固定在其端点,同时...

如图所示,质量为M的小球被一根长为L的可绕O轴自由转动的轻质杆固定在其端点,同时又通过绳跨过光滑定滑轮与质量为m的小球相连.小球M此时与定滑轮的距离可忽略.若将M由杆呈水平状态开始释放,不计摩擦,竖直绳足够长.求:
(1)当杆转动到竖直位置时,m的速度是多大?
(2)若O轴距地面高度为2L,在杆转动到竖直位置时,M突然与绳子和杆脱离,则M落地时距离O轴的水平距离为多少?

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(1)根据开始小球M平衡,根据共点力平衡得出M和m的关系,小球M从水平位置运动到竖直位置,M、m两球组成的系统机械能守恒,M球运动到最低点,M球沿绳子方向上的分速度等于m的速度,根据系统机械能守恒求出小球m的速度. (2)M脱离绳和杆之后将会做平抛运动,根据平抛运动的基本规律即可求解. 【解析】 (1)杆转到竖直位置时,M球下落高度为L,绳与竖直方向成45°角,m球上升的高度为h=① 设此时M球、m球速度分别为vM、vm,则 vm② 在整个运动过程中,由机械能守恒定律得:MgL-mg=+③ 由①②③解得: (2)由分析知,M脱离绳和杆之后将会做平抛运动 竖方向:2L-L= 解得:t= 水平方向: x=vMt=•= 答:(1)当杆转动到竖直位置时,m的速度是; (2)若O轴距地面高度为2L,在杆转动到竖直位置时,M突然与绳子和杆脱离,则M落地时距离O轴的水平距离为
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考点分析:
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在竖直向下的匀强电场中有一带负电的小球,自绝缘斜面的A点由静止开始滑下,接着通过绝缘的离心轨道的最高点B.已知小球的质量为m,带电荷量为大小q,圆弧轨道半径为R,匀强电场场强为E,且mg>Eq,运动中摩擦阻力及空气阻力不计,求:
(1)A点距地面的高度h至少应为多少?
(2)当h取最小值时,小球对最低点C的压力为多少?

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(1)包装盒由A滑到B经历的时间:
(2)若地面的动摩擦因数为0.5,包装盒在水平地面上还能滑行多远?(不计斜面与地面接触处的能量损耗)
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与打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况是常用的计时仪器.如图(甲)所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置.现利用如图(乙)所示的装置验证“机械能守恒定律”.方法是:在滑块上安装一遮光板,把滑块放在水平放置的气垫导轨上,通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连,连接好1、2两个光电门.在图示位置释放滑块后,光电计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的时间分别为△t1、△t2.已知滑块(含遮光板)质量为M、钩码质量为m、两光电门间距为s、遮光板宽度为L(L远远小于s)、当地的重力加速度为g.
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(1)计算滑块上的遮光板先后通过两个光电门时的瞬时速度的表达式:v1=______,v2=______(用题目中给定的字母表示)
(2)本实验中验证机械能守恒的表达式为______(用题目中给定的字母表示)
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在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中
(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响,采取的做法是将带滑轮的长木板一端适当垫高,使小车在    (填“挂”或“不挂”)钩码的情况下做    运动;
(2)某次实验中所用交流电的频率为50Hz.得到的一条纸带如图所示,从比较清晰的点起,每五个点取一个点作为计数点,分别标明0、1、2、3、4.量得x1=30.0mm,x2=36.0mm,x3=42.0mm,x4=48.0mm,则小车的加速度为    m/s2
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如图所示,水平放置的平行板电容器与某一电源相连,它的极板长L=0.4m,两板间距离d=4×10-3m,有一束由相同带电微粒组成的粒子流,以相同的速度v从两板中央平行极板射入,开关S闭合前,两极板间不带电,由于重力作用微粒能落到下板的正中央,已知微粒质量为m=4×10-5kg,电荷量q=+1×10-8C,则下列说法正确的是( )
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A.微粒的入射速度v=10m/s
B.电容器上板接电源正极时,微粒有可能从平行板电容器的右边射出电场
C.电源电压为180V时微粒可以从平行板电容器的右边射出电场
D.电源电压为100V时微粒可以从平行板电容器的右边射出电场
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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