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(19分)如图所示,在竖直平面内固定一光滑圆弧轨道AB,轨道半径为R=0.4m,...

(19分)如图所示,在竖直平面内固定一光滑满分5 manfen5.com圆弧轨道AB,轨道半径为R=0.4m,轨道最高点A与圆心O等高。有一倾角θ=30°的斜面,斜面底端C点在圆弧轨道B点正下方、距B点H=1.5m。圆弧轨道和斜面均处于场强E=100N/C、竖直向下的匀强电场中。现将一个质量为m=0.02kg、带电量为满分5 manfen5.com的带电小球从A点静止释放,小球通过B点离开圆弧轨道沿水平方向飞出,当小球运动到斜面上D点时速度方向恰与斜面垂直,并刚好与一个以一定初速度从斜面底端上滑的物块相遇。若物块与斜面间动摩擦因数满分5 manfen5.com,空气阻力不计,g取10m/s2,小球和物块都可视为质点。求:

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(1)小球经过B点时对轨道的压力NB

(2)B、D两点间电势差UBD

(3)物块上滑初速度v0满足的条件。

 

(1),方向竖直向下(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)设小球到达B点的速度为vB,从A到B的过程只有重力和电场力做功,根据动能定理有: B点是圆周运动最低点,合力提供向心力即   对轨道压力等于轨道对其弹力即 综上,解得: ,方向竖直向下。 (2)设小球由B点到D点的运动时间为t,受到竖直向下的重力和电场力,竖直方向为初速度0的匀加速直线运动,加速度为a,水平方向没力为匀速直线遇到你。下落高度为h的过程 根据速度合成有 竖直方向牛顿第二定律   联立解得 (3)作出小球与物块的运动示意如图所示,设C、D间的距离为x,由几何关系有: 设物块上滑加速度为a′,由牛顿运动定律有: 根据题意,要物块与小球相遇,有: 联解 得: 考点:平抛运动 圆周运动 匀变速直线运动  电势差
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考点分析:
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(17分)如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°,另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板,木板质量M=1kg,上表面与C点等高。质量为m=1kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0=1.2m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2。求:

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(1)物块经过C点时的速度vC

(2)若木板足够长,物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q。

 

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(15分)按照科学家的设想,将来人类离开地球到宇宙中生活,可以住在如图所示的宇宙村,它是一个圆环形的密封建筑,人们生活在圆环形建筑的内壁上。为了使人们在其中生活不至于有失重感,可以让它旋转。若这个建筑物的直径d=200m,要让人类感觉到像生活在地球上一样,求该建筑绕其中心轴转动的转速。(取g=10m/s2满分5 manfen5.com

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(11分)如图甲所示,在“验证机械能守恒定律”实验中,某同学用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物;将蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动,以替代打点计时器。烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号。设毛笔接触棒时不影响棒的运动,测得记号之间的距离如图乙所示;电动机铭牌上标有“1200 r/min”字样。

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根据以上内容回答下列问题:

(1)毛笔画相邻两条线的时间间隔T=________s;

(2)根据图乙中的数据可知:毛笔画下记号“3”时,圆柱棒下落的速度v3=______m/s;画下记号“6”时,圆柱棒下落的速度v6=______m/s;

(3)在毛笔画下记号“3”到画下记号“6”的这段时间内,棒的动能的增加量为______J,重力势能的减少量为_________J。由此可得出的结论是_________________。(g=9.8m/s2,结果保留三位有效数字)

 

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(6分)如图甲所示,“验证力的平行四边形定则”实验中,A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮条与细绳的结点,OB和OC为细绳。实验时,需要两次拉伸橡皮条:一次是通过两细绳用两个弹簧秤互成角度地拉橡皮条;另一次是用一个弹簧秤通过细绳拉橡皮条。图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

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(1)实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套,并互成角度地拉橡皮条。某同学认为在此过程中必须注意以下几项,其中正确的是______。(填入相应的字母)

A.两次拉橡皮条只需橡皮条伸长相同长度即可;

B.拉橡皮条时,弹簧测力计、橡皮条、细绳应与木板平面平行;

C.用弹簧秤拉绳套时,拉力要适当大些但不要超过弹性限度;

D.用两个弹簧秤拉绳套时,两根绳夹角越大越好。

(2)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是_________(填F或F′)

(3)本实验采用的科学方法是__________。

A.理想实验法    B.等效替代法

C.控制变量法    D.类比法

 

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如图所示,竖直圆环A半径为r,固定在木板B上,木板B放在水平地面上,B的左右两侧各有一挡板固定在地面上,使B不能左右移动,在环的最低点静止放置一个小球C。A、B、C的质量均为m,给小球一水平向右的瞬时速度,小球会在环内侧做圆周运动。不计一切摩擦,重力加速度为g,为保证小球能通过环的最高点,且不会使环在竖直方向上跳起,瞬时速度必须满足

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A.最小值为满分5 manfen5.com

B.最小值为满分5 manfen5.com 

C.最大值为满分5 manfen5.com

D.最大值为满分5 manfen5.com

 

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