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(15分)如图所示,质量M=10kg、上表面光滑的足够长木板在F=50N的水平拉...

(15分)如图所示,质量M=10kg、上表面光滑的足够长木板在F=50N的水平拉力作用下以v0=5m/s初速度沿水平地面向右匀速运动,现有足够多的小铁块,它们质量均为m=1kg,将一铁块无初速地放在木板最右端,当木板运动了L=1m时,又无初速地在木板最右端放上第二个铁块,只要木板运动了L就在木板最右端无初速地放一铁块。求:(g=10m/s2)

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⑴第一个铁块放上后,木板运动1m时,木板的速度多大?

⑵最终能有几个铁块留在木板上?

⑶最后一个铁块与木板右端距离多大?

 

 ⑴v1=m/s;⑵n=7;⑶d=m 【解析】 试题分析:⑴开始时对木板受水平拉力F、重力Mg、地面的支持力N和滑动摩擦力f作用,设木板与地面间的动摩擦因数为μ,根据共点力平衡条件有:F=μMg           ① 当第一个铁块放上后,木板将做匀减速直线运动,设木板运动1m时,木板的速度为v1,根据动能定理有:FL-μ(M+m)gL=-           ② 由①②式联立解得:v1==m/s,μ==0.5 ⑵只要木板运动,就能有铁块增加,因此当木板速度减为零时,铁块不会再增加,设第n块铁块放上木板后,木板的速度减为零,即vn=0根据动能定理可知: 当第一块铁块放上木板时,有:FL-μ(M+m)gL=- 当第二块铁块放上木板时,有:FL-μ(M+2m)gL=- 当第三块铁块放上木板时,有:FL-μ(M+3m)gL=- … 当第n块铁块放上木板时,有:FL-μ(M+nm)gL=-0 累加以上各式,并联立①式得:=,解得:n=6.6,取n=7 ⑶设第7块铁块放上木板后离木板右端的距离为d,根据⑵中分析可知+μmgd= 解得:d=m 考点:本题主要考查了共点力平衡条件、动能定理的应用,以及运用数学知识处理物理问题的能力问题,属于较难题。
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考点分析:
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(15分)如图甲所示,弯曲部分AB和CD是两个半径相等的1/4圆弧,中间的BC段是竖直的薄壁细圆管(细圆管内径略大于小球的直径),分别与上下圆弧轨道相切连接,BC段的长度L可作伸缩调节,下圆弧轨道与地面相切,其中D、A分别是上、下圆弧轨道的最高点与最低点,整个轨道固定在竖直平面内,一小球多次以某一速度从A点水平进入轨道而从D点水平飞出,今在A、D两点各放一个压力传感器,测试小球对轨道A、D两点的压力,计算出压力差ΔF,改变BC的长度L,重复上述实验,最后绘得的ΔF-L图象如图乙所示。(不计一切摩擦阻力,g取10m/s2)

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⑴某一次调节后,D点的离地高度为0.8m,小球从D点飞出,落地点与D点的水平距离为2.4m,求小球经过D点时的速度大小;

⑵求小球的质量和弯曲圆弧轨道的半径。

 

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(14分)“神舟六号”载人飞船于2005年10月12日上午9点整在酒泉航天发射场发射升空,由长征运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上,A点距地面的高度为h1,飞船飞行五周后进行变轨,进入预定轨道,如图所示,在预定圆轨道上飞行n圈所用的时间为t,于10月17日凌晨在内蒙古草原成功返回,已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R,求:

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⑴飞船在A点的向心加速度大小;

⑵远地点B距地面的高度;

⑶若已知地球同步卫星的轨道半径为R0,求“神舟六号”载人飞船在预定圆轨道上的运行速度与地球同步卫星的运行速度的比值。

 

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(13分)如图所示,质量为m=10kg的小物体在F=200N的水平推力作用下,从粗糙斜面的底端由静止开始沿足够长的斜面运动,斜面固定不动,小物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,斜面与水平地面间的夹角θ=37°,力F作用t1=2s后撤去,小物体在斜面上继续上滑后,又返回至起点。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)

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⑴小物体运动过程中相对起点的最大位移xm的大小;

⑵小物体从开始经过多长时间t返回起点。

 

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(13分)质量为m=1kg的物体,在水平拉力F(拉力方向与物体初速度方向相同)的作用下,沿粗糙水平面运动,经过位移4m时,拉力F停止作用,运动到位移为8m时物体停止,运动过程中Ek-x的图线如图所示,求:(g取10m/s2)

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⑴物体初速度v0的大小;

⑵物体和平面间的动摩擦因数μ;

⑶拉力F的大小。

 

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(10分)某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合外力F及质量m关系的实验,图甲为实验装置简图。(交流电的频率为50Hz)

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⑴若取小车质量M=0.4kg,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

⑵图乙为某实验得到的纸带,根据纸带可求出小车的加速度大小为        m/s2;(保留两位有效数字)

⑶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                   ,该操作是否成功的判断依据是                                                            

 

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