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(12分)如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚...

(12分)如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动,到达小A孔进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道,当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L=2m,满分5 manfen5.com,小球质量为m=1kg,D点与小孔A的水平距离s=2m,g取10m/s2。试求:

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(1)求摆线能承受的最大拉力为多大?

(2)要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道,求粗糙水平面摩擦因数μ的范围。

 

(1)20N (2)0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125 【解析】 试题分析:(1)当摆球由C到D运动机械能守恒: (2分) 由牛顿第二定律可得: (1分) 可得: (1分) (2)小球不脱圆轨道分两种情况:①要保证小球能达到A孔,设小球到达A孔的速度 恰好为零,由动能定理可得: (2分) 可得: (1分) 若进入A孔的速度较小,那么将会在圆心以下做等幅摆动,不脱离轨道,其临界情况为到达圆心等高处速度为零,由机械能守恒可得: (2分) 由动能定理可得:(2分) 可求得: (1分) ②若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道,在圆周的最高点, 由牛顿第二定律可得: (2分) 由动能定理可得: (2分) 解得: (1分) 综上所以摩擦因数μ的范围为:或者 (1分) 考点:圆周运动、动能定理、牛顿第二定律。  
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考点分析:
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(9分)如图所示,M是水平放置的半径足够大的圆盘,绕过其圆心的竖直轴满分5 manfen5.com匀速转动,规定经过圆心O点且水平向右为x轴正方向。在O点正上方距盘面高为h=1.25m处有一个可间断滴水的容器,从t=0时刻开始,容器沿水平轨道向x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。已知t=0时刻滴下第一滴水,以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水。则:(取满分5 manfen5.com)

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(1)每一滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上?

(2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上,圆盘的角速度应为多大?

(3)当圆盘的角速度为6.28rad/s时,第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离2m,求容器的加速度a为多少?

 

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(9分)汽车发动机的额定功率为40KW,质量为2000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍(满分5 manfen5.com),求:

(1)汽车在路面上能达到的最大速度?

(2)若汽车以额定功率启动,当汽车速度为10m/s时的加速度?

(3)若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动,达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶。求汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间?

 

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(8分)据每日邮报2014年4月18日报道,美国国家航空航天局目前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星。假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星,进行科学观测:该行星自转周期为 T,宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近H处自由释放—个小球(引力视为恒力),落地时间为t. 已知该行星半径为r,万有引力常量为G,求:

(1)该行星的第一宇宙速度;

(2)该行星的平均密度。

 

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某兴趣小组想通过物块在斜面上运动的实验探究“合外力做功和物体速度变化的关系”.实验开始前,他们提出了以下几种猜想:①W∝ ,②W∝v,③W∝v2.他们的实验装置如图甲所示,PQ为一块倾斜放置的木板,在Q处固定一个速度传感器(用来测量物体每次通过Q点时的速度),每次实验,物体从不同初始位置处由静止释放.

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同学们设计了以下表格来记录实验数据.其中L1、L2、L3、L4……代表物体分别从不同初始位置处无初速释放时初始位置到速度传感器的距离,v1、v2、v3、v4……表示物体每次通过Q点的速度.

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他们根据实验数据绘制了如图乙所示的L-v图象,并得出结论W∝v2.

(1)你认为他们的做法是否合适?                          

(2)你有什么好的建议?                                

(3)在此实验中,木板与物体间摩擦力的大小________(填“会”或“不会”)影响探究出的结果.

 

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在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,操作时,先通电再放纸带。质量m=2.00㎏的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列点.如图所示为选取的一条符合实验要求的纸带,O为第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点(其他点未画出).已知打点计时器每隔0.02 s打一次点,当地的重力加速度g=9. 80m/s2.根据图上所得的数据,应取图中O点和B点来验证机械能守恒定律,则:(结果取3位有效数字)

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(1)打B点时,重锤下落的速度为vB=         m/s

(2)从O点到B点,重物重力势能减少量满分5 manfen5.com=         J,

(3)从O点到B点,重物动能增加量满分5 manfen5.com=        J;  

(4)实验的结论是                                                     

 

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