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如图所示,以A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,一滑板静止在...

如图所示,以A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,一滑板静止在光滑水平地面上,左端紧靠B点,上表面所在平面与两半圆分别相切于B、C,一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上E点,运动到A时刚好与传送带速度相同,然后经A沿半圆轨道滑下,再经B滑上滑板,滑板运动到C时被牢固粘连,物块可视为质点,质量为m,滑板质量M=2m,两半圆半径均为R,板长满分5 manfen5.com=6.5R,板右端到C的距离L在R<L<5R范围内取值,E距A为S=5R,物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数均μ=0.5,重力加速度取g。

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(1)求物块滑到B点的速度大小;

(2)试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中,克服摩擦力做的功Wf与L的关系,并判断物块能否滑到CD轨道的中点。

 

(1)(2)物块不能滑到CD轨道中点 【解析】 试题分析:(1)设物块运动到A和B点的速度分别为v1、v2,由动能定理得       ①(1分) 由机械能守恒定律:   ②(1分) 联立①②,得:              ③(2分) (2)设滑板与物块达到共同速度v3时,位移分别为l1、l2,由动量守恒定律:     ④    由动能定理        ⑤     ⑥ 联立③④⑤⑥,得            (1分)       ⑦(1分) 即物块与滑板在达到相同共同速度时,物块未离开滑板。⑧ 物块滑到滑板右端时    若           ⑨ 即  ⑩             (2分) 若            ⑾ 即      ⑿(2分) 设物块滑到C点的动能为,由动能定理:     ⒀ L最小时,克服摩擦力做功最小,因为L>R,由③⑩⒀确定小于mgR,则物块不能滑到CD轨道中点。(2分) 考点:本题考查力学多过程综合问题。
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考点分析:
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在电场方向水平向右的匀强电场中,一带电小球从A点竖直向上抛出,其运动的轨迹如图所示,小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上,M为轨迹的最高点.小球抛出时的动能为8.0  J,在M点的动能为6.0  J,不计空气的阻力。求:

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(1)小球水平位移x1与x2的比值。

(2)小球落到B点时的动能EkB

(3)小球所受电场力与重力的大小之比。

 

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如图所示,倾角为θ的光滑斜面上放有两个质量均为m的小球A、B(可视为质点),两小球用一根长L的轻杆相连,下面的B球离斜面底端的高度为h,两球从静止开始下滑并从斜面进入光滑平面(不计与地面碰撞时的机械能损失)。求:

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(1)两球在光滑平面上运动时的速度;

(2)在此过程中杆对A球所做的功;

(3)试用文字表述杆对A做功所处的时间段。

 

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在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量为m=1  kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=450角的不可伸长的轻绳一端相连,如图所示,此时小球处于静止状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬间,取g=10  m/s2,求:

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(1)此时轻弹簧的弹力大小

(2)小球的加速度大小和方向

 

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探究能力是物理学研究的重要能力之一,物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能,转动动能的大小与物体转动的角速度有关,为了研究砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系,某同学采用了下述实验方法进行探究:先让砂轮由动力带动匀速旋转,测得其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,由于克服转轴间摩擦力做功,砂轮最后停下,测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数n,通过分析实验数据,得出结论。经实验测得的几组ω和n如下表所示:

ω/rad・s-1

0.5

1

2

3

4

n

5.0

20

80

180

320

Ek/J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

另外已测得砂轮转轴的直径为1  cm,转轴间的摩擦力为满分5 manfen5.com

(1)计算出砂轮每次脱离动力的转动动能,并填入上表中。

(2)由上述数据推导出砂轮转动动能与角速度的关系式为________________。

 

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探究“牛顿第二定律”时,某小组设计双车位移比较法探究加速度与力的关系。实验装置如下图所示,将两平行轨道并排放置在水平桌面上,两小车后的刹车线穿过尾端固定板,由安装在后面的刹车系统同时进行控制(未画出刹车系统)。通过改变砝码盘中的砝码改变拉力大小。试回答下列问题:

(1)通过比较两小车的位移比较两小车的加速度大小,是因为位移与加速度的关系式为                 

(2)已知两车质量均为200  g,实验数据如表中所示:

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请回答下列问题:

①分析表中数据可得到结论:                                     

②该装置中的刹车系统的作用是_________________________________。

 

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