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如图所示是放置在竖直平面内的游戏滑轨,有一质量m=2kg的小球穿在轨道上.滑轨由...

如图所示是放置在竖直平面内的游戏滑轨,有一质量m=2kg的小球穿在轨道上.滑轨由四部分粗细均匀的滑杆组成;水平轨道AB;与水平面间的成夹角θ=37且长L=6m的倾斜直轨道CD;半径R=1m的圆弧轨道APC;半径R=3m的圆弧轨道BQED.直轨道与圆弧轨道相切,切点分别为A、B、D、C,E为最低点.倾斜轨道CD与小球间的动摩擦因数manfen5.com 满分网,其余部分均为光滑轨道,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.现让小球从AB的正中央以初速度v=10m/s开始向左运动,问:
(1)第一次经过E处时,轨道对小球的作用力为多大?
(2)小球第一次经过C点时的速度为多大?
(3)小球在运动过程中,损失的机械能最多为多少?

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(1)从开始运动到第一次到达E点的过程中运用机械能守恒定律列式,在E点,根据牛顿第二定律列式,联立方程即可求解; (2)小球从E到C的过程中,有重力和滑动摩擦力做功,结合动能定理列式,联立方程即可求解. (3)小球最终在BQED圆弧轨道中来回摆动,在D点的速度为零,通过动能和重力势能的减小量求出机械能的损失量. 【解析】 (1)球第一次过E点时,速度大小为vE,由机械能守恒定律,有:   ① 在E点,根据牛顿第二定律,有      ② 联立①②式,可解得: 轨道对小球的支持力为F=5mg+m=. (2)从E到C的过程中,重力做功: WG=-mg(Lsin37°+R2-R2cos37°) …③ 从D到C的过程中,滑动摩擦力做功Wf=-μmgcos37°L …④ 设第一次到达C点的速度大小为vc,小球从E到C的过程中,由动能定理,有      ⑤ 由①③④⑤式,可解得 vc=11m/s (3)物体多次循环运动后,在D点瞬间速度为零. 则机械能的减小量为△E==208J. 答:(1)第一次经过E处时,轨道对小球的作用力为Fn=167.N (2)小球第一次经过C点时的速度为Vc=11m/s (3)小球在运动过程中,损失的机械能最多为208J.
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考点分析:
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宇宙中存在一些离其它恒星很远的四颗恒星组成的四星系统,通常可忽略其它星体对它们的引力作用.稳定的四星系统存在多种形式,其中一种是四颗质量相等的恒星位于正方形的四个顶点上,沿着外接于正方形的圆形轨道做匀速圆周运动;另一种如图所示,四颗恒星始终位于同一直线上,均围绕中点O做匀速圆周运动.已知万有引力常量为G,求:
(1)已知第一种形式中的每颗恒星质量均为m,正方形边长为L,求其中一颗恒星受到的合力.
(2)已知第二种形式中的两外侧恒星质量均为m、两内侧恒星质量均为M,四颗恒星始终位于同一直线,且相邻恒星之间距离相等.求内侧恒星质量M与外侧恒星质量m的比值manfen5.com 满分网

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(1)要使粒子在电场中做直线运动,除电场力外至少还要施加多大的外力(不计重力)?
(2)在此外力作用下,粒子运动途中两点间的电势差最大值是多少?

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如图所示,在水平地面上有一个长L=1.5m,高h=0.8m的长方体木箱,其质量为M=1kg,与地面的动摩擦因数μ=0.3.在它的上表面的左端放有一质量为m=4kg的小铁块,铁块与木箱的摩擦不计.开始它们均静止.现对木箱施加一水平向左的恒力F=27N.(g=10m/s2)问:
(1)经过多长时间铁块从木箱上滑落?
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某同学设计了一个研究平抛运动的实验.实验装置示意图如图所示,A是一块平面木板,在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽(左图中manfen5.com 满分网manfen5.com 满分网…),槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上.实验时依次将B板插入A板的各插槽中,每次让小球从斜轨的一同位置由静止释放.每打完一点后,把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点,如图所示.manfen5.com 满分网
(1)实验前应对实验装置反复调节,直到满足______要求.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了______
(2)每次将B板向内侧平移距离d,是为了______
(3)从得到小球在白纸上打下的若干痕迹点开始,简述测量小球平抛初速度的主要步骤(包括需测量的物理量及初速度的表达式)
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用如图所示的装置,探究功与物体速度变化的关系.实验时,先适当垫高木板,然后由静止释放小车,小车在橡皮条弹力的作用下被弹出,沿木板滑行.小车滑行过程中带动通过打点计器的纸带,记录共运动情况.观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀,后面部分点迹比较均匀,回答下列问题:
(1)适当垫高木板是为了   
(2)通过纸带求小车速度时,应使用纸带的    (填“全部”、“前面部分”或“后面部分”);
(3)若实验作了n次,所用橡皮条分别为1根、2根…n根,通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2…vn,用W表示橡皮条对小车所做的功,作出的W-v2图线是一条过坐标原点的直线,这说明W与v的关系是   
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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