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(13分)如图所示是游乐场中过山车的实物图片,可将过山车的一部分运动简化为图中的...

(13分)如图所示是游乐场中过山车的实物图片,可将过山车的一部分运动简化为图中的模型图。模型图中光滑圆形轨道的半径R=8.0m,该光滑圆形轨道固定在倾角为θ=37°斜轨道面上的Q点,圆形轨道的最高点A与倾斜轨道上的P点平齐,圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接。现使质量为m的小车(视作质点)从P点以一定的初速度v0=12m/s沿斜面向下运动,不计空气阻力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。若小车恰好能通过圆形轨道的最高点A处,则:

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(1)小车在A点的速度为多大?(结果用根式表示)

(2)小车在圆形轨道运动时对轨道的最大压力为多少?

(3)求斜轨道面与小车间的动摩擦因数多大?(结果用分数表示)

 

(1)  (2)  (3) 【解析】 试题分析:(1)由于小车恰能通过A点 应有:      2分 解得:=m/s   ①  1分 (2) 如图,小车经轨道最低点D时对轨道压力最大 设在D点轨道对小车的支持力为N 则有:   ②  2分 小车由D到A的运动过程机械能守恒 则有:   ③  2分 由①②③得:   1分 依牛顿第三定律,在D点小车对轨道的压力    1分 (3)设PQ距离为L,对小车由P到A的过程应用动能定理 得:   ④  2分 依几何关系:   ⑤  1分 由①④⑤得:   1分 考点:考查了牛顿第二定律,机械能守恒,动能定理,圆周运动的综合应用
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(9分)如图在竖直放置的铅屏A的右表面上贴着能放射电子的仪器P,放射源放出的电子速度大小均为v0=1.0×107m/s,各个方向均有。足够大的荧光屏M与铅屏A平行放置,相距d=2.0×10-2m,其间有水平向左的匀强电场,电场强度大小E=2.5×104N/C。已知电子电量e=1.6×10-19C,电子质量m=9.0×10-31kg,不计电子重力。求:

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(1)电子到达荧光屏M上的动能

(2)荧光屏上的发光面积(结果保留3位有效数字)

 

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(8分) 2008年9月27日,“神舟七号”宇宙飞船载着翟志刚等三名航天员进入了太空,中国航天员首次实现了在太空的舱外活动,这是我国航天发展史上的又一里程碑。已知万有引力常量为G,地球质量为M,地球半径为R。飞船绕地球做匀速圆周运动的过程中,距地面的高度为h,求:

(1)航天员在舱外活动时的加速度a的大小;

(2)飞船绕地球做匀速圆周运动的周期T。

 

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在验证机械能守恒定律的实验中,打点计时器所用电源输出交流电压的频率为50Hz,下图为在实验中打点计时器打出的一条纸带,图中A点是重锤下落的起点,重锤的质量为m。从某一位置B开始,B、C、D、E各相邻计数点间的距离分别为s1、s2、s3,设打点计时器的打点周期为T,则打D点时重锤动能的表达式为____________。(2分)

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如图倾角为30°的直角三角形的底边BC长为2L,处在水平位置,O为底边中点,直角边AB为光滑绝缘导轨,OD垂直AB。现在O处固定一带正电的物体,让一质量为m、带正电的小球从导轨顶端A静止开始滑下(始终不脱离导轨),测得它滑到D处受到的库仑力大小为F。则它滑到B处的速度大小为          和加速度的大小          .(重力加速度为g)(每空2分)

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某星球半径为R,一物体在该星球表面附近自由下落,若在连续两个T时间内下落的高度依次为h1、h2,则该星球的第一宇宙速度为           。(2分)

 

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