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如图所示,半径为r=0.4m的1/4圆形光滑轨道AB固定于竖直平面内,轨道与粗糙...

如图所示,半径为r=0.4m的1/4圆形光滑轨道AB固定于竖直平面内,轨道与粗糙的水平地面相切于B点,CDE为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空方形细管,DE段被弯成以O为圆心、半径R=0.2m的一小段圆弧,管的C端弯成与地面平滑相接,O点位于地面,OE连线竖直.可视为质点的物块b,从A点由静止开始沿轨道下滑,经地面进入细管(b横截面略小于管中空部分的横截面),b滑到E点时受到细管下壁的支持力大小等于所受重力的1/2.已知物块b的质量m = 0.4kg,g取10m/s2

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(1)求物块b滑过E点时的速度大小vE

(2)求物块b滑过地面BC过程中克服摩擦力做的功Wf

(3)若将物块b静止放在B点,让另一可视为质点的物块a,从A点由静止开始沿轨道下滑,滑到B点时与b发生弹性正碰,已知a的质量M≥m,求物块b滑过E点后在地面的首次落点到O点的距离范围.

 

(1)1m/s(2) (3) 0.2m≤x<1m 【解析】 试题分析:(1)物块b滑过E点时重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得 (2分)代入 联立解得 (1分) (2)物块b从A点到E点的过程中,由动能定理得 (2分) 解得 (1分) (3)物块a从A滑到B的过程机械能守恒,设物块a滑到B点时速度为v,则有 (1分) 解得 设碰撞后物块a、b的速度分别为va、vb,碰撞过程由动量守恒和机械能守恒得 (2分) (2分) 联立解得 因为M≥m,由上式可知, 碰撞后v≤vb<2v,即m/s≤vb<m/s (2分) 物块b从B点到E点的过程中,由动能定理得 (2分) 物块b离开E点后做平抛运动,设时间为t,首次落点到O点的距离为x,则有 (1分) (1分) 由以上三式联立解得 0.2m≤x<1m(1分) 考点:考查了动量守恒,机械能守恒,牛顿第二定律,平抛运动,动能定理,圆周运动  
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考点分析:
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如图所示,在水平长直轨道上,有一长度L=8m的平板车在外力控制下始终保持以v=5m/s的速度向右做匀速直线运动.某时刻将一质量m=2kg的小滑块放到车面的中点,滑块与车面间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2

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(1)若滑块的初速度为零,求滑块在平板车上滑动的时间t;

(2)在(1)的情况下,求滑块在平板车上滑动过程因摩擦产生的内能Q;

(3)若以与车运动方向相同、大小为v0的初速度释放滑块,且滑块恰好不从车上掉下,求v0的取值?

 

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实验题   用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律.

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(1)完成平衡摩擦力的相关内容:

(i)取下砂桶,把木板不带滑轮的一端垫高,接通打点计时器电源,          (选填静止释放轻轻推动)小车,让小车拖着纸带运动.

(ii)如果打出的纸带如图所示,则应         (选填增大满分5 manfen5.com减小)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹                        ,平衡摩擦力才完成.

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(2)如图所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E是计数点(每打5个点取一个计数点),其中L1=3.07cm, L2=12.38cm, L3=27.87cm, L4=49.62cm满分5 manfen5.com。则打C点时小车的速度为           m/s,小车的加速度是          m/s2。(计算结果均保留三位有效数字)

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(3)用该实验装置来探究恒力做功与动能变化之间的关系,假设实验得到的纸带仍如(2)中图所示,且已知:砂桶质量为m,小车质量为M,B计数点速度为VB,D计数点速度为VD,BD之间的距离为L,重力加速度为g,请根据已知的这些条件,用字母写出本实验最终要验证的表达式为               _______________________________________.

(4)用图示装置做《探究做功与物体速度变化关系》的实验时(重力加速度g取10m/s2),下列说法正确的是:

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A.通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值

B.通过改变橡皮筋的长度改变拉力做功的数值

C.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度

D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的平均速度

E.该实验操作前必须要平衡小车受到的摩擦力

 

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两位同学穿旱冰鞋,面对面站立不动,互推后向相反的方向运动,不计摩擦阻力,下列判断正确的是

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A.互推后两同学总动量增加

B.互推后两同学动量大小相等,方向相反

C.分离时质量大的同学的速度小一些

D.互推过程中机械能守恒

 

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汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动,经过一段时间t达到最大速度v,若所受阻力始终不变,则在t这段时间内

A.汽车牵引力恒定

B.汽车牵引力做的功为Pt

C.汽车加速度不断减小

D.汽车牵引力做的功为满分5 manfen5.com

 

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为节省燃料,天宫一号不开启发动机,只在高层大气阻力的影响下,从362千米的近似圆轨道缓慢变到343千米的圆轨道的过程中,天宫一号的

A.运行周期将增大

B.运行的加速度将增大

C.运行的速度将增大

D.机械能将增大

 

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