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(18分)如图所示,光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R的光滑圆轨道,在离B...

(18分)如图所示,光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R的光滑圆轨道,在离B距离为满分5 manfen5.com的A点,用水平恒力将质量为m的质点从静止开始推到B处后撤去恒力,然后沿半圆轨道运动到C处后,又正好落回到A点,求:

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(1)试推导小球在C点飞出时的速度表达式(用满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com表示);

(2)欲完成上述运动,当满分5 manfen5.com为何值时推力做的功最小?最小值为多少?

(3)若水平恒力做的功满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com的关系如图所示,试求小球的质量和圆轨道半径。(满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com

 

(1),(2)时,推力做功最小为(3), 【解析】 试题分析: (1)离开C点后作平抛运动:                      ①     (2分)                          ②     (2分) 解得:                  ③     (1分) (2)A→C由动能定理:   ④   (2分) 可得: 而欲完成圆周运动,需最高点:      ⑤    (2分) 由③⑤得   ,            (1分) 则当时,推力做功最小为        (2分) (3)由③④得:          ⑥    (2分) 由图可得:斜率为      ⑦     (1分) 纵截距为      ⑧     (1分) 由⑦⑧得:                       (1分)                       (1分) 考点:本题考查了平抛运动、圆周运动规律、动能定理、图象的认识和处理。
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考点分析:
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(16分)某老师为说明摩擦可以是动力,将黑板刷置于水平桌面上的书的右端,用水平向右的恒定拉力可将书迅速拉出,而黑板在摩擦力作用下向右运动起来.已知黑板刷和书的质量均为满分5 manfen5.com=100g,各接触面间的动摩擦因素均为0.3,取满分5 manfen5.com

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(1)要使书相对于黑板刷运动,求所需拉力的大小?

(2)若要人眼感知黑板刷有明显移动,黑板刷(可视为质点)移动的距离必须超过4cm,已知书的长度L=10cm,书的厚度不计,求所需的拉力。

 

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(15分)我国城市交通路口灯,绿灯即将结束时闪烁3s后变3s黄灯提示再转为红灯,2013年1月1日实施新的交通规定;黄灯亮时,车头已经越过停车线的车辆继续前行,车头未越过停车线的若继续前行则视为闯黄灯,属于交通违章行为。

(1)某车在绿灯开始闪烁时刹车,要使车在绿灯闪烁的时间内停下来,且刹车距离不得大于15m,若刹车过程视为匀减速直线运动,该车刹车前的行驶速度不能超过多少?

(2)若某车正以满分5 manfen5.com的速度驶向路口,当驾驶员看到绿灯开始闪烁时,经0.5s反应时间后开始刹车,该车在黄灯刚亮时恰好停在停车线上,刹车过程视为匀减速直线运动,求绿灯开始闪烁时,该车距停车线的距离。

 

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(13分)某同学利用下述装置对轻弹簧的弹性势能进行探究:一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不固连;弹簧处于原长时,小球恰好在桌边缘,如图(a)所示,向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放,小球离开桌面后落到水平地面,通过测量和计算,可得弹簧压缩后的弹性势能。回答下列问题:

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(1)本实验中可以认为,弹簧被压缩后的弹性势能满分5 manfen5.com与小球抛出时的动能满分5 manfen5.com相等。已知重力加速度大小为满分5 manfen5.com.为求得满分5 manfen5.com,至少需要测量下列物理量中的(     )(填正确答案的番号)

A.小球的质量满分5 manfen5.com

B.小球抛出点到落地点的水平距离满分5 manfen5.com

C.桌面到地面的高度满分5 manfen5.com

D.弹簧的压缩量满分5 manfen5.com

E.弹簧原长满分5 manfen5.com

(2)用所选取的测量量和已知量表示满分5 manfen5.com,得满分5 manfen5.com=____________.

(3)图(b)中的直线是实验测得的满分5 manfen5.com图线,从理论上可推出,如果满分5 manfen5.com不变,满分5 manfen5.com增加,满分5 manfen5.com图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”);如果满分5 manfen5.com不变,满分5 manfen5.com增加,s—满分5 manfen5.com图线的斜率会________(填“增大”、“减小”或“不变”)。由图(b)中给出的直线关系和满分5 manfen5.com的表达式可知,满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com的________次方成正比。

 

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(6分)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系,实验装置如图所示,实验主要过程如下:

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(1)设法让橡皮筋对车做的功分别为W、2W、3W、……

(2)分析打点计时器打出的纸带,求出小车的速度满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com……

(3)作出满分5 manfen5.com草图

(4)分析满分5 manfen5.com图,如果满分5 manfen5.com图象是一条直线,表明满分5 manfen5.com;如果不是直线,可考虑是否存在满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com等关系。

以下关于该实验的说法中有一项不正确的是(    )

A.本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W……所采用的方法是选用同样的橡皮筋,并在每次实验中,使橡皮筋拉伸的长度保持一致。当用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为W,用2条、3条……橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W……

B.小车运动中会受到阻力,补偿的方法,可以使木板倾斜。

C.某同学在一次实验中,得到一条记录纸带,纸带上打出的点,两端密,中间疏,出现这种情况的原因,可能是没有使木板倾斜或倾角太小。

D.根据记录纸带上打出的点,求小车获得速度的方法,是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算。

 

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如图,甲、乙两个小球用不可伸长的细线悬挂在同一水平天花板上,两摆球间用一根细线水平相连。以天花板所在水平面为零势能参考面,已知两球静止时,两摆线与竖直方向的夹角分别为满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com,且满分5 manfen5.com,当水平细线突然断开时,两球都开始运动,下列说法正确的是(    )

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A.甲球机械能等于乙球机械能

B.甲球机械能小于乙球机械能

C.甲球的最大动能小于乙球的最大动能

D.甲球的最大速度大于乙球的最大速度

 

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