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如图所示,一辆汽车以V0=15m/s的速率通过一座拱桥的桥顶时,汽车对桥面的压力...

如图所示,一辆汽车以V0=15m/s的速率通过一座拱桥的桥顶时,汽车对桥面的压力等于车重的一半。取g =10m/s2,求:

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(1)这座拱桥的半径R;

(2)若要使汽车过桥顶时对桥面恰无压力,则汽车过桥顶时的速度V的大小.

 

(1)45m   (2) 【解析】 试题分析:解决本题的关键是知道物体做圆周运动,径向的合力提供物体做圆周运动的向心力. (1)设小车质量为m,桥面对小车支持力为,因汽车对桥面的压力等于车重的一半,由牛顿第三定律可知 以汽车为研究对象,分析受力可知,过桥顶时由重力和桥顶的支持力的合力提供汽车的向心力,根据牛顿第二定律有: 联立以上两式解得: (2)汽车过桥顶时对桥面恰无压力,由牛顿第三定律得知,汽车过桥顶时不受支持力,故只受重力,则重力提供汽车所需的向心力,根据牛顿第二定律有: 所以 考点:本题考查圆周运动中的向心力概念及对牛顿第二定律、牛顿第三定律的理解和应用.
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考点分析:
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一个喷漆桶能够向外喷射不同速度的油漆雾滴,某同学决定测量雾滴的喷射速度,他采用如图1所示的装置,一个直径为d=40cm的纸带环, 安放在一个可以按照不同转速转动的固定转台上,纸带环上刻有一条狭缝A,在狭缝A的正对面画一条标志线,如图1所示.在转台开始转动达到稳定转速时,向侧面同样开有狭缝B的固定纸盒中喷射油漆雾滴,当狭缝A转至与狭缝B正对平行时,雾滴便通过狭缝A匀速运动打在纸带的内侧面留下痕迹(若此过程转台转过不到一圈).将纸带从转台上取下来,展开平放,并与毫米刻度尺对齐,如图2所示.

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(1)设喷射到纸带上的油漆雾滴痕迹到标志线的距离为满分5 manfen5.com,则从图2可知,其中速度最大的雾滴到标志线的距离S=      cm,

(2)如果转台转动的周期为T,则这些雾滴喷射速度的计算表达式为v0=       (用字母表示);

(3)如果以纵坐标表示雾滴的速度V0,横坐标表示雾滴距标志线距离的倒数满分5 manfen5.com,画出v0-满分5 manfen5.com图线,如图3所示,则可知转台转动的周期为满分5 manfen5.com    s

 

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 如图所示,在探究平抛运动规律的实验中,用小锤打击弹性金属片,金属片把满分5 manfen5.com球沿水平方向抛出,同时满分5 manfen5.com球被松开而自由下落,满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com两球同时开始运动,则:

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(1)               

A.满分5 manfen5.com球先落地

B.满分5 manfen5.com球先落地

C.两球同时落地

D.两球落地先后由小锤打击力的大小而定

(2)上述现象说明                                         

 

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(14分)如图所示,半径R=0.8 m的光滑圆弧轨道固定在水平地面上,O为该圆弧的圆心,轨道上方的A处有一个可视为质点的质量m=1 kg的小物块,小物块由静止开始下落后恰好沿切线进入圆弧轨道.此后小物块将沿圆弧轨道下滑,已知AO连线与水平方向的夹角θ=45°,在轨道末端C点紧靠一质量M=3 kg的长木板,木板上表面与圆弧轨道末端的切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3,g取10 m/s2.求:

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(1)小物块刚到达C点时的速度大小;

(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端C点时对轨道的压力;

(3)要使小物块不滑出长木板,木板长度L至少为多少?

 

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(12分)汽车发动机的额定功率为60KW,汽车的质量为5×103kg,汽车在水平路面上行驶时,阻力是车的重力的0.05倍,若汽车始终保持额定的功率不变,取g=10m/s2,则从静止启动后,求:

(1)汽车所能达到的最大速度是多大?

(2)当汽车的加速度为1m/s2时,速度是多大?

(3)如果汽车由启动到速度变为最大值后,马上关闭发动机,测得汽车已通过了624m的路程,求汽车从启动到停下来一共经过多长时间?

 

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(10分)我国在2010年实现探月计划——“嫦娥工程”.同学们也对月球有了更多的关注.

(1)若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动,试求出月球绕地球运动的轨道半径;

(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球,经过时间t,小球落回抛出点.已知月球半径为r,万有引力常量为G,试求出月球的质量M

 

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