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如图所示,半径为r,质量不计的圆盘与地面垂直,圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定...

如图所示,半径为r,质量不计的圆盘与地面垂直,圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O,在盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A,在O点的正下方离O点r/2处固定一个质量也为m的小球B.放开盘让其自由转动,问:

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(1)A球转到最低点时的线速度是多少?

(2)在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少?

 

(1)A球转到最低点时的线速度为. (2)向左偏离竖直方向的最大角度θ=sin﹣1.   【解析】【解析】 (1)该系统在自由转动过程中,只有重力做功,机械能守恒.设A球转到最低点时的线速度为VA, B球的速度为VB,则据机械能守恒定律可得: mgr﹣= 据圆周运动的知识可知:VA=2VB 由上述二式可求得VA= 答:A球转到最低点时的线速度为. (2)设在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是θ(如图所示), 则据机械能守恒定律可得: mgr.cosθ﹣=0 求得θ=sin﹣1. 答:向左偏离竖直方向的最大角度θ=sin﹣1. 【考点】机械能守恒定律;牛顿第二定律;向心力. 【专题】机械能守恒定律应用专题. 【分析】(1)在转动的过程中系统机械能守恒,抓住系统重力势能的减小量等于系统动能的增加量,结合A、B的速度大小之比,求出A球转到最低点时的线速度. (2)向左偏离竖直方向的最大角度时,两球的速度为零,根据初末位置比较,系统动能变化为零,则系统重力势能变化为零,根据系统机械能守恒求出偏转的最大角度. 【点评】本题的难点就是要知道单个物体机械能不守恒,但是系统机械能守恒,抓住系统重力的势能的减小量等于系统动能的增加量去求解.  
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考点分析:
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如图所示,质量为m=0.4kg的小钢球(可视为质点)从左侧光滑斜面上高度h=3.6m的A处由静止向滑下,经过水平粗糙直道BC,进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道,轨道半径为R=0.4m,第一次通过轨道最高点P后,从最低点C进入水平粗糙直道CD,继而冲向右侧光滑斜面DE;斜面DE足够长且倾角θ=30°,小钢球滑下斜面DE后,经DC第二次通过轨道最高点P后,从轨道最低点C进入水平直道CB,继而冲向左侧斜面AB;如此往复运动.已知水平直道BC和CD长均为L=2.0m,小钢球与水平直道之间的动摩擦因数均为μ=0.2.重力加速度g取10m/s2.(每次经过轨道连接处B和D的能量损失均忽略不计)求:

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(1)小钢球第一次经过C点时速度的vc的大小;

(2)小钢球第一经过P点时,受到轨道弹力的大小;

(3)小钢球在竖直平面内做完整圆周运动的次数.

 

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如图,让一小物体(可看作质点)从图示斜面上的A点以v0=4m/s的初速度滑上斜面,物体滑到斜面上的B点后沿原路返回.若A到B的距离为1m,斜面倾角为θ=37°.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

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(1)求物体与斜面间的动摩擦因数;

(2)若设水平地面为零重力势能面,且物体返回经过C点时,其动能恰与重力势能相等,求C点相对水平地面的高度h.

 

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距沙坑高h=7m处,以v0=10m/s的初速度竖直向上抛出一个质量为0.5kg的物体,物体落到沙坑并陷入沙坑d=0.4m深处停下.不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2.求:

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(1)物体上升到最高点时离抛出点的高度H;

(2)物体在沙坑中受到的平均阻力f大小是多少?

 

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如图,一个小球沿光滑固定轨道从A点由静止开始滑下.已知轨道的末端水平,距水平地面的高度h=3.2m,小球落地点距轨道末端的水平距离x=4.8m.取g=10m/s2,求:

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(1)小球离开轨道时的速度大小;

(2)A点离地面的高度H.

 

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某同学利用如图(甲)所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.图(乙)是他认为较理想的一条纸带,O点是打点计时器打出的第一个点(初速为零),A、B、C、D、E、F点是纸带上相邻的点.他们测出了各点与O点的距离h后做出了必要的计算,测量记录见下表

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计数点

A

B

C

D

E

F

h/cm

6.9

9.47

12.40

15.71

19.41

23.49

(1)距离h的记录中不符合有效数字读数的一组是      (填写计数点名称).

(2)下面列举了该实验的几个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器件

B.将打点计时器接到电源的“直流输出”上;

C.用天平测出重锤的质量

D.释放纸带,立即接通电源开关打出一条纸带;

E.测量纸带上某些点间的距离;

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能

其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是      (填选项对应的字母)

(3)打点计时器的频率为50Hz,则计时器打下C点时,重物的速度大小为      m/s;

(4)计数点C、D、E与O点之间的距离分别用hC、hD、hE表示,打点计时器的打点周期用T表示,若重物质量为m,重力加速度为g,则从O到D重物动能的增加量△Ek=     ;O到D重物重力势能的减少量△EP=      (△Ek、△EP均用hC、hD、hE、T、m、g符号表示).

 

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