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某物理小组在研究过山车原理的过程中,提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为37...

某物理小组在研究过山车原理的过程中,提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接,如图所示。一个小物块以初速度满分5 manfen5.com,从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰好沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数满分5 manfen5.com(g取10m/s2满分5 manfen5.com

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(1)求小物块的抛出点和A点的高度差;

(2)要使小物块不离开轨道,并从水平轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件?

(3)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?

(4)按照(3)问的要求,小物块进入轨道后可以有多少次通过圆轨道上距水平轨道高为0.01m的某一点。

 

(1)0.45m;(2);(3);(4)5次 【解析】 试题分析: (1)小物块做平抛运动,经时间t到达A处时,令下落的高度为h,水平分速度为v,竖直分速度为vy,, (2)物体落在斜面上后,受到斜面的摩擦力 设物块进入圆轨道最高点时有最小速度v1,此时物块受到的重力恰好提供向心力,令此时半径为R0 ,物块从抛出到圆轨道最高点的过程中,由动能定理: 联立上式,解得:R0=0.66m 。若物块从水平轨道DE滑出,圆弧轨道的半径有: (3)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则物块上升的高度应该小于或等于 动能定理:,解得 物块能够滑回倾斜轨道AB,则 (1分) (4)物块冲上圆轨道H1=1.65m高度时速度变为0,然后返回斜轨道h1高处再滑下,然后再次进入圆轨道达到的高度为H2。有 解得 之后物块在竖直圆轨道和倾斜轨道之间往返运动,同理:n次上升的高度为 为一等比数列。 当n=5时,上升的最大高度小于0.01m,则物块共有8次通过距水平轨道高为0.01m的某一点。 考点:动能定理  
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考点分析:
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如图所示,圆心为原点、半径为满分5 manfen5.com的圆将满分5 manfen5.com平面分为两个区域,即圆内区域和圆外区域。区域内有方向垂直于满分5 manfen5.com平面的匀强磁场。平行于x轴的荧光屏垂直于满分5 manfen5.com平面,放置在直线满分5 manfen5.com的位置。一束质量为满分5 manfen5.com、电荷量为q、速度为满分5 manfen5.com的带正电粒子从坐标为(满分5 manfen5.com,0)的A点沿x轴正方向射入区域,粒子全部垂直打在荧光屏上坐标为(0,-2R)的满分5 manfen5.com点。若区域中加上平行于x轴的匀强电场,从A点沿x轴正方向以速度2满分5 manfen5.com射入区域的粒子垂直打在荧光屏上的N点。不考虑重力作用,求:

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(1)在区域中磁感应强度B的大小和方向。

(2)在区域中电场的场强为多大?MN两点间距离是多少?

 

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如图所示,倾角满分5 manfen5.com=37°的斜面固定在水平面上。质量满分5 manfen5.com=1.0kg的小物块受到沿斜面向上的F=9.0N的拉力作用,小物块由静止沿斜面向上运动。小物块与斜面间的动摩擦因数满分5 manfen5.com在小物块沿斜面向上运动2 m时,将拉力F撤去,(斜面足够长,取g=l0m/s2。sin37°=0.60,cos37°=0.80)

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(1)求在拉力的作用过程中,小物块加速度的大小;

(2)撤销拉力F后小物块沿斜面向上运动的距离;

(3)小物块沿斜面向上运动过程中摩擦力的冲量。

 

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在测定一节干电池的电动势和内阻的实验中,备有下列器材:

A.干电池(电动势约为1.5V,内阻小于1.5满分5 manfen5.com

B.电流表G(满偏电流2mA,内阻10满分5 manfen5.com

C.电流表A(0~0.6A,内阻约0.1满分5 manfen5.com

D.滑动变阻器R1(0~20满分5 manfen5.com10A)

E.滑动变阻器R2(0~500满分5 manfen5.com1A)

F.定值电阻R3=990满分5 manfen5.com

G.开关、导线若干

为方便且能较准确地进行测量,应选用滑动变阻器        (填写序号);

请在下面所给的方框内画出利用本题提供的器材所设计的测量电池电动势和内阻的实验电路原理图;

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某同学根据他设计的实验测出了六组I1(电流表G的示数)和I2(电流表A的示数),请在下图的坐标纸上作出I1和I2的关系图线;

序号

1

2

3

4

5

6

I1/mA

1.40

1.36

1.35

1.28

1.20

1.07

I2/A

0.10

0.15

0.23

0.25

0.35

0.50

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根据图线可得,被测电池的电动势为       V内阻为       满分5 manfen5.com

 

 

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在探究合力做功和物体动能变化之间的关系的实验中,某同学的实验设计方案如图甲所示.则:

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1该实验用钩码的重力表示小车受到的合外力,在安装时首先要                ,其次钩码和小车还需要满足的条件是____________________.

2实验中,除位移、速度外,还要测出的物理量有________.

3在上述实验中,打点计时器使用的交流电频率为50 Hz. 某同学打出的一段纸带如图乙所示,则小车匀速运动时的速度大小为________m/s.计算结果保留三位有效数字

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某实验小组的几位同学用一只有磨损的游标卡尺该游标卡尺的零刻度线仍然可以对齐测量一个小球的直径。通过仔细辨认可以发现:这只卡尺的游标有20个分度,但零刻度线已经严重,磨损。该小组的同学通过分析后认为:完全可以用游标卡尺的测量原理来准确读数。请你利用学过的知识,读出这个小球的直径是       cm。  

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