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为了研究过山车的原理,某兴趣小组提出了下列设想:取一个与水平方向夹角为37°、长...

为了研究过山车的原理,某兴趣小组提出了下列设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为l = 2.0m的粗糙倾斜轨道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v0=4.0m/s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 μ = 0.50.(g=10m/s2、sin37°= 0.60、cos37° =0.80)

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求小物块到达A点时速度。

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

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?

 

(1)5m/s(2)半径满足 R1 ≤ 0.66m(3)R2 ≥ 1.65m 【解析】 试题分析:⑴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v0,竖直速度为vy,小物块恰好沿斜面AB方向滑下,则tan37° = vy/ v0(2分) 得vy = 3 m/s,所以小物块到A点的速度为5m/s(2分) ⑵物体落在斜面上后,受到斜面的摩擦力 f = μFN = μmgcos37°(2分) 设物块进入圆轨道到达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,令此时的半径为 R0,则mg = mv12/R0(2分) 物块从抛出到圆轨道最高点的过程中,根据动能定理有: mg(h + lsin37° – 2R0) – μmgcos37°·l = mv12/2 – mv02/2. (2分) 联立上式,解得R0 = 0.66m (2分) 若物块从水平轨道 DE滑出,圆弧轨道的半径满足 R1 ≤ 0.66m(2分) ⑶为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则物块上升的高度须小于或于某个值R,则mg(h + lsin37°) – μmgcos37°·l – mgR = 0 – mv02/2(2分) 解得R = 1.65m(2分) 物块能够滑回倾斜轨道 AB,则R2 ≥ 1.65m(1分) 考点:考查了平抛运动规律,动能定理的应用  
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考点分析:
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如图甲所示,建立Oxy坐标系,两平行极板P、Q垂直于y轴且关于x轴对称,极板长度和板间距均为l,第一四象限有磁场,方向垂直于Oxy平面向里。位于极板左侧的粒子源沿x轴间右连接发射质量为m、电量为+q、速度相同、重力不计的带电粒子在0~3t0时间内两板间加上如图乙所示的电压(不考虑极边缘的影响)。已知t=0时刻进入两板间的带电粒子恰好在t0时,刻经极板边缘射入磁场。上述m、q、满分5 manfen5.com、t0、B为已知量。(不考虑粒子间相互影响及返回板间的情况)

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(1)求电压U0的大小。

(2)求t0时刻进入两板间的带电粒子在磁场中做圆周运动的半径。

(3)带电粒子在磁场中的运动时间。

 

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如图所示,两根电阻不计、相距L且足够长的平行光滑导轨与水平面成满分5 manfen5.com角,导轨处在磁感应强度B的匀强磁场中,磁场方向垂直导轨平面斜向上,导轨下端连接阻值为R的电阻。现让一质量为m,电阻也为R、与导轨接触良好的水平金属棒ab从静止开始下滑,ab下滑距离s后开始匀速运动,重力加速度为g。求:

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(1)ab棒匀速下滑时速度v的大小;

(2)ab棒从静止至开始匀速下滑的过程中,ab棒上产生的热量。

 

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某学习小组通过实验来研究电器元件Z的伏安特性曲线。他们在实验中测得电器元件Z两端的电压与通过它的电流的数据如下表

U/V

0.00

0.20

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

I/A

0.000

0.050

0.100

0.150

0.180

0.195

0.205

0.215

 

 

 

现备有下列器材:

A.内阻不计的6V电源;

B.量程为0~3A的内阻可忽略的电流表;

C.量程为0~0.6 A的内阻可忽略的电流表;

D.量程为0~3V的内阻很大的电压表;

E.阻值为0~10Ω满分5 manfen5.com,额定电流为3A的滑动变阻器;

F.电键和导线若干。

(1)这个学习小组在实验中电流表选(填器材前面的字母)

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(2)请你从下面的实验电路图中选出最合理的一个

(3)利用表格中数据绘出的电器元件Z的伏安特性曲线,如图所示,分析曲线可知该电器元件Z的电阻随U变大而(填变大变小不变);

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(4)若把用电器Z接入如图所示的电路中时,电流表的读数为0.150A,已知A、B两端电压恒为2V,则定值电阻R0 阻值为_______Ω。结果保留两位有效数字

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测量滑块在运动过程中所受的合外力是探究动能定理实验要解决的一个重要问题。为此,某同学设计了如下实验方案:

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A.实验装置如图所示,一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码,用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起。调整长木板的倾角,直至轻推滑块后,滑块沿长木板向下做匀速直线运动;

B.保持长木板的倾角不变,取下细绳和钩码,让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动。请回答下列问题:

滑块做匀速直线运动时,打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是;

滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小钩码的重力大小选填大于等于小于”)

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当滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时,某同学打出的一条纸带如图所示,用刻度尺测得记数点1,2,3,4到记数起点O的距离分别为3.15cm,12.40cm,27.70cm,49.05cm,由此可得,物体的加速度为_____m/s2.(计算结果保留三位有效数字)

若滑块质量为M、钩码质量为m、当打点计时器打下1、3点时滑块的速度分别为满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com,1、3两点之间距离为s,重力加速度为g,探究结果的表达式是。(用相应的符号表示)

 

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如图所示,边长为a正方形ABCD处在匀强电场中,其中满分5 manfen5.com,满分5 manfen5.com,F点为CD的中点。保持该电场的大小和方向不变,让正方形以B点为轴在纸面内顺时针转过满分5 manfen5.com,则此时的F点电势和该匀强电场的场强分别为             

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A.满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com   B.满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com     C.满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com      D.满分5 manfen5.com满分5 manfen5.com

 

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