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如下图是阿毛同学的漫画中出现的装置,描述了一个“吃货”用来做“糖炒栗子”的“萌”...

如下图是阿毛同学的漫画中出现的装置,描述了一个吃货用来做糖炒栗子事儿:将板栗在地面小平台上以一定的初速经两个四分之一圆弧衔接而成的轨道,从最高点P飞出进入炒锅内,利用来回运动使其均匀受热。我们用质量为m的小滑块代替栗子,借这套装置来研究一些物理问题。设大小两个四分之一圆弧半径为2R和R,小平台和圆弧均光滑。将过锅底的纵截面看作是两个斜面AB、CD和一段光滑圆弧BC组成,滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25,且不随温度变化。两斜面倾角均为满分5 manfen5.com,AB=CD=2R,A、D等高,D端固定一小挡板,碰撞不损失机械能。滑块的运动始终在包括锅底最低点的竖直平面内,重力加速度为g。

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(1)如果滑块恰好能经P点飞出,为了使滑块恰好沿AB斜面进入锅内,应调节锅底支架高度使斜面的A、D点离地高为多少?

(2)接(1)问,试通过计算用文字描述滑块的运动过程。

(3)对滑块的不同初速度,求其通过最高点P和小圆弧最低点Q时受压力之差的最小值。

 

(1) (2) 在BC之间来回运动. (3) 9mg. 【解析】 试题分析:(1)在P点 ,解得. 到达A点时速度方向要沿着AB,vy=vptanθ=. 所以AD离地高度为. (2)进入A点滑块的速度为, 假设经过一个来回能够回到A点,设回来时动能为Ek,, 所以滑块不会滑到A而飞出. 最终在BC之间来回运动. (3)设初速度、最高点速度分别为v1、v2,由牛二定律,在Q点,,解得 在P点,.解得 所以. 由机械能守恒得,mv12=mv22+mg•3R,得v12−v22=6gR为定值. 代入v2的最小值,得压力差的最小值为9mg. 考点:动能定理及牛顿定律的综合应用.  
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考点分析:
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一质量为m=6kg带电量为q= -0.1C的小球P自动摩擦因数μ=0.5倾角θ=53°的粗糙斜面顶端由静止开始滑下,斜面高h=6.0m,,斜面底端通过一段光滑小圆弧与一光滑水平面相连。整个装置处在水平向右的匀强电场中,场强E=200N/C,忽略小球在连接处的能量损失,当小球运动到水平面时,立即撤去电场。水平面上放一静止的不带电的质量也为m的1/4圆槽Q,圆槽光滑且可沿水平面自由滑动,圆槽的半径R=3m,如图所示。(sin53°=0.8 ,cos53°=0.6 ,g=10m/s2。)

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(1)在沿斜面下滑的整个过程中,P球电势能增加多少?

(2)小球P运动到水平面时的速度大小。

(3)试判断小球P能否冲出圆槽Q。

 

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有一个小圆环瓷片最高能从h=0.18m高处静止释放后直接撞击地面而不被摔坏.现让该小圆环瓷片恰好套在一圆柱体上端且可沿圆柱体下滑,瓷片与圆柱体之间的摩擦力是瓷片重力的4.5倍,如图所示.若将该装置从距地面H=4.5m高处从静止开始下落,瓷片落地恰好没摔坏.已知圆柱体与瓷片所受的空气阻力都为自身重力的0.1倍,圆柱体碰地后速度立即变为零且保持竖直方向.(g=10m/s2

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(1)瓷片直接撞击地面而不被摔坏时,瓷片着地时的最大速度为多少?

(2)瓷片随圆柱体从静止到落地,下落总时间为多少?

 

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为确定某电子元件的电气特性,做如下测量。

用多用表测量该元件的电阻,选用×10倍率的电阻档后,应先              ,再进行测量,之后多用表的示数如图(a)所示,测得该元件电阻为          Ω。

某同学想精确测得上述待测电阻Rx的阻值,实验室提供如下器材:

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A.电流表A1(量程50mA、内阻r1=10Ω)

B.电流表A2(量程200mA、内阻r2约为2Ω)

C.定值电阻R0=30Ω

D.滑动变阻器R(最大阻值约为10Ω)

E.电源E(电动势约为4V)

F.开关S、导线若干

该同学设计了测量电阻Rx的一种实验电路原理如图(b)所示, N处的电流表应选用    ;(填器材选项前相应的英文字母)。开关s闭合前应将滑动变阻器的滑片置于    (选填a或者b)。

M、N电表的读数分别为IM、IN,则Rx的计算式为Rx=           。(用题中字母表示)

 

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利用下图装置可以做力学中的许多实验,(1)以下说法正确的是__   ___。

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A.用此装置研究匀变速直线运动时,必须设法消除小车和滑轨间的摩擦阻力的影响

B.用此装置研究匀变速直线运动时,必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑轨平行

C.用此装置探究加速度a与力F的关系 每次改变砝码及砝码盘总质量之后,需要重新平衡摩擦力

D.用此装置探究加速度a与力F的关系应使小盘和盘内砝码的总质量远小于小车的质量

(2)本装置中要用到打点计时器,如图所示为实验室常用的两种计时器,其中甲装置用的电源要求是   

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A.交流220V     B.直流220V    C.交流4 - 6V     D.直流4 - 6V

(3)在利用此装置探究加速度a与力F的关系时,实验中按规范操作打出的一条纸带的一部分如下图。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上,则此次实验中打点计时器打下A点时小车的瞬时速度为

       m/s。(结果保留2位有效数字)

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如图所示。游乐场中,从高处A到水面B处有两条长度相同的光滑轨道。甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处,下列说法正确的有( 

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A.甲的速度大小增加的始终比乙快

B.甲、乙在同一高度的速度大小相等

C.甲、乙在同一时刻总能到达同一高度

D.甲比乙先到达B处

 

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