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如图所示,倾角为450的光滑轨道OA和水平轨道AC在A处用一小段光滑圆弧轨道平滑...

如图所示,倾角为450的光滑轨道OA和水平轨道AC在A处用一小段光滑圆弧轨道平滑连接,AC段的中点B的正上方有一探测器,探测器只能探测处于其正下方的物体,C处有一竖直挡板,AC间的动摩擦因素为μ=0.1.一小物块P自倾斜轨道OA上离水平轨道AC高h处由静止释放,以小物块P运动到A处的时刻为计时零点,探测器只在t1=2s至t2=6s内工作,已知P的质量为m=1kg, AB段长为L=4m,g取10m/s2,P视为质点,P与挡板碰撞后原速率反弹.(结果不用取近似值)

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(1)若h=1.2m,求P与挡板碰撞反弹后运动到B点所用的时间。

(2)若P与挡板碰撞后,能在探测器的工作时间内通过B点,求h的取值范围。

 

(1)2s;(2)1.2m≤h≤2.45m 【解析】 试题分析:(1)设物块沿倾斜轨道AB运动的加速度为a1,由牛顿第二定律有:mgsin45°=ma1 ① 设物块到达A处的速度为v,由速度位移关系有:v2=2a1h/sin45° ② 由于P与挡板的碰撞为弹性碰撞,故P在AC间等效为匀减速运动,设P在AC段加速度大小为a2,a2=μg=0.1×10m/s2=1m/s2 ③ P返回经过B时:3L=vt﹣a2t2 ④ 联立①②③④解得 t=2s ⑤ (2)由③④解得: ⑥ 当t=2 s时,物体P反弹后到达B点的速度恰好为0,故探测器能探测到物体P的时间满足 2s ≤ t≤2s 所以解得v的取值范围2m/s≤v≤7m/s ⑦ 联立①②⑦可得 解得h的取值范围 1.2m≤h≤2.45m ⑧ 考点:匀变速直线运动的规律;牛顿第二定律.  
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考点分析:
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(10分)如图所示,一半径为R=0.2m的竖直粗糙圆弧轨道与水平地面相接于B点,C.D两点分别位于轨道的最低点和最高点.距地面高度为h=0.45m的水平台面上有一质量为m=1kg可看作质点的物块,物块在水平向右的恒力F=4N的作用下,由静止开始运动,经过t=2s时间到达平台边缘上的A点,此时撤去恒力F,物块在空中运动至B点时,恰好沿圆弧轨道切线方向滑入轨道,物块运动到圆弧轨道最高点D时对轨道恰好无作用力.物块与平台间的动摩擦因数μ=0.2,空气阻力不计,取 g=10m/s2.求

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(1)物块到达A点时的速度大小vA

(2)物块到达B点时的速度大小vB

(3)物块从B点运动到D点过程中克服摩擦力所做的功.

 

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(8分) 航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2㎏,动力系统提供的恒定升力F=28N,飞行器飞行时所受的阻力大小f=4N且保持不变,g取10m/s2.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升,12s后飞行器因故立即失去升力无法修复.求:

(1)正常飞行t1=12s到达高度h1

(2)飞行器还能上升的高度h2

 

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研究加速度和力的关系时,同学们设计了如下图所示的实验装置,砂和砂桶的质量为满分5 manfen5.com,滑块质量为满分5 manfen5.com,动滑轮质量不计。

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(1)实验时,一定要进行的操作是             

A.用天平测出砂和砂桶的质量.

B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力.

C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数.

D.改变砂和砂桶的质量,打出几条纸带.

E.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M

(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(两计数点间还有两个点没有画出),已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出小车的加速度为     m/s2(结果保留两位有效数字)。满分5 manfen5.com

(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度为纵坐标,画出的a—F图像是一条直线,图线与横坐标的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为           

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

(4)如果当时电网中交变电流的频率是f=51Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值与实际值相比________(选填偏大”、偏小”或不变”)。

 

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探究弹力和弹簧伸长量的关系,并测定弹簧的劲度系数”的实验中,实验装置如图所示。所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力。实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将5个钩码逐个挂在绳子的下端,每次测出相应的弹簧总长度。

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(1)有一个同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标图中,请作出F-L图象。

(2)由此图象可得出该弹簧的原长L0=________cm,劲度系数k=________N/m。

 

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如图所示,光滑半球的半径为R,球心为O,固定在水平面上,其上方有一个光滑曲面轨道AB,高度为满分5 manfen5.com.轨道底端水平并与半球顶端相切,质量为m的小球由A点静止滑下,最后落在水平面上的C点.重力加速度为g,则(  )

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A.小球将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点

B.小球将从B点开始做平抛运动到达C点

C.OC之间的距离为2R

D.小球运动到C点时的速率为满分5 manfen5.com

 

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