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(12分)如图所示,半径为R的半圆轨道BC竖直放置。一个质量为m 的小球以某一初...

(12分)如图所示,半径为R的半圆轨道BC竖直放置。一个质量为m 的小球以某一初速度从A点出发,经AB段进入半圆轨道,在B点时对轨道的压力为7mg,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点。试求:

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(1)小球上升过程中克服阻力做功。

(2)小球从C点飞出后,触地时重力的功率。

 

(1)0.5mgR   (2)   【解析】 试题分析:(1)在B点由牛顿第二定律得:  解得    (2分) 在C点,同理可得: 解得:       (2分) 从B到C的过程,由动能定理得:          (2分) 解得:       (1分) 故克服阻力做功为0.5mgR        (1分) (2)小球在C点飞出后以vC做平抛运动,设运动时间为t,          1分 设小球落地时速度为V,与竖直方向成角θ,则重力的功率为P:          (1分)          (1分) 由以上各式得:         (1分) 考点:本题从B点对轨道的压力和恰好通过C点为突破口,求解出B、C点的速度,再结合动能定理和向心力公式求解.
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考点分析:
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(8分)如图所示为利用阻拦系统让舰载机在航母的飞行甲板上快速停止的原理示意图.飞机着舰并成功钩住阻拦索后,飞机的动力系统立即关闭,阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力,使飞机在甲板上短距离滑行后停止。设飞机着舰时恰好钩住阻拦索中间位置,经过图示位置时开始沿水平方向做匀减速直线运动,经过时间t后速度减小到零。在图示位置时阻拦索与两个定滑轮(大小不计)连线的夹角为θ1,速度减小到零时阻拦索与两个定滑轮连线的夹角为θ2,已知飞机的质量为m,飞机受到甲板和空气的阻力为恒力f,两个定滑轮之间的距离为L。求图示位置阻拦索的张力大小。

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(8分)在我国南方农村地区有一种简易水轮机,如图所示,从悬崖上流出的水可看做连续做平抛运动的物体,水流轨道与下边 放置的轮子边缘相切,水冲击轮子边缘上安装的挡水板,可使轮子连续转动,输出动力.当该系统工作稳定时,可近似认为水的末速度与 轮子边缘的线速度相同.设水的流出点比轮轴高h=5.6 m,轮子半径  R=1 m.调整轮轴O的位置,使水流与轮边缘切点对应的半径与水平线成θ=37°角.(已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)问:

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(1)水流的初速度v0大小为多少?

(2)若不计挡水板的大小,则轮子转动的角速度为多少?

 

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(8分) 如图所示,木板长L=1.6m,质量M=4.0kg,上表面光滑,下表面与地面间的动摩擦因数为μ=0.4。质量m=1.0kg的小滑块(视为质点)放在木板的右端,开始时木板与物块均处于静止状态,现给木板以向右的初速度,取g=10m/s2,求:

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(1)小滑块的加速度大小;

(2)木板的加速度大小和方向;

(3)要使小滑块从木板上掉下,木板初速度应满足什么要求。

 

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(12分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量M关系的实验,图(a)为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)

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(1)若取小车质量M=0.4 kg,改变砂桶和砂的质量 m 的值,进行多次实验,以下m的值不合适的是     

A. m1=5g     B.m2=1kg      C.m3=10g       D.m4=400g

(2)为了用细线的拉力表示小车受到的合外力,实验操作时必须首先                ,该操作是否成功,判断的依据是                                .

(3)假设将小车内的细砂逐渐转移到砂桶内,令F=mg为横轴,则a F图象中斜率的物理意义是                              .

 

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(6分) 因为手边没有天平,小王同学思考如何利用一已知劲度系数为k的弹簧和长度测量工具来粗测一小球的质量,他从资料上查得弹簧的弹性势能满分5 manfen5.com (其中x为弹簧形变量)后,设计了如下实验:将弹簧一端固定在水平桌面上,另一端紧靠小球,弹簧原长时小球恰好在桌边,然后压缩弹簧并测得压缩量x,释放弹簧,小球飞出后落在水平地面上,测出桌高h以及落点到桌边沿的水平距离s.

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(1)小球质量的表达式为:   .(4分)

(2)如果桌面摩擦是本次实验误差的主要因素,那么小球质量的测量值将  (填“偏大”、“偏小”或“准确”).(2分)

 

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