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有一个固定竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成。如下图所示,右半部分A...

有一个固定竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成。如下图所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的。现在最低点A给一质量为m的小球一个水平向右的初速度,使小球沿轨道恰好运动到最高点B,小球在B点又能沿BFA回到A点,到达A点时对轨道的压力为4mg。求:

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(1)小球的初速度v0

(2)由B经F回到A的过程中克服摩擦力所做的功。

 

(1) (2) 【解析】 试题分析:(1)小球恰好到达B点, 小球由AEB到B点的速度是:, (2分) 由动能定理,得 (2分) (2) 由于回到A点时对轨道压力为4mg 根据牛顿定律:, (2分) 小球由B经F回到A的过程中,由动能定理得: (2分) 计算得: (2分) 考点:圆周运动、动能定理。 【名师点睛】在竖直面内单轨道的圆周运动,能到达最高点的临界条件是轨道对物体无压力,重力刚好提供向心力,即可得到临界速度,在最低点和最高点的变速圆周运动中各力做功情况,就要用动能定理求解。  
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考点分析:
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某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究:一轻质弹簧放置在近似光滑的水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一小球接触而不拴接;弹簧处于原长时,小球恰好在桌面边缘,如图(a)所示。向左推小球,使弹簧压缩一段距离后由静止释放;小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能。

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回答下列问题:

(1)本实验中可认为,弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek,至少需要测量下列物理量中的________(填正确答案标号).

A.小球的质量m

B.小球抛出点到落地点的水平距离s

C.桌面到地面的高度h

D.弹簧的压缩量Δx

E.弹簧原长L0

(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek,得Ek=________。

(3)图(b)中的直线是实验测量得到的s-Δx图线。从理论上可推出,如果h不变,m增加,s-Δx图线的斜率会________(填“增大”“减小”或“不变”);如果m不变,h增加,s-Δx图线的斜率会________(填“增大”“减小”或“不变”)。由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知,Ep与Δx的________次方成正比.

 

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“娱乐风洞”是一集高科技与惊险的娱乐项目,它可把游客在一个特定的风洞内“吹”起来,让人体验太空飘忽感觉。在某次表演中,假设风洞内向上的总风量和风速保持不变,表演者通过调整身姿,来改变所受的向上风力大小,人体可上下移动的空间总高度为H。人体所受风力大小与正对面积成正比,站立时受风面积为水平横躺时满分5 manfen5.com。当人体与竖直方向成一定倾斜角时,受风正对面积是最大值的满分5 manfen5.com,恰好可以静止或匀速漂移。表演者开始时,先以站立身势从A点下落,经过某处B点,立即调整为横躺身姿。运动到最低点C处恰好减速为零。则有(  

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A.运动过程中的最大加速度是满分5 manfen5.com

B.B点的高度是满分5 manfen5.com

C.表演者A至B克服风力所做的功是B至C过程的满分5 manfen5.com

D.表演者A至B动能的增量大于B至C克服风力做的功

 

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一圆弧形的槽,槽底放在水平地面上,槽的两侧与光滑斜坡aa′、bb′相切,相切处a、b位于同一水平面内,槽与斜坡在竖直平面内的截面如图所示。一小物块从斜坡aa′上距水平面ab的高度为2h处沿斜坡自由滑下,并自a处进入槽内,到达b后沿斜坡bb′向上滑行,已知到达的最高处距水平面ab 的高度为h;接着小物块沿斜坡bb′滑下并从b处进入槽内反向运动,若不考虑空气阻力,则(  

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A.小物块每次经过圆弧槽最低点时对槽的压力不同

B.小物块再运动到a处时速度恰好为零

C.小物块再运动到a处后,还能沿斜坡aa′向上滑行,继续上升的最大高度为h

D.小物块再运动到a处后,还能沿斜坡aa′向上滑行,继续上升的最大高度小于h

 

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如图为哈勃望远镜拍摄的银河系中被科学家称为“罗盘座T星”系统的照片,该系统是由一颗白矮星和它的类日伴星组成的双星系统,图片下面的亮点为白矮星,上面的部分为类日伴星(中央的最亮的为类似太阳的天体)。由于白矮星不停地吸收由类日伴星抛出的物质致使其质量不断增加,科学家预计这颗白矮星在不到1000万年的时间内会完全“爆炸”,从而变成一颗超新星。现假设类日伴星所释放的物质被白矮星全部吸收,并且两星间的距离在一段时间内不变,两星球的总质量不变,不考虑其它星球对该“罗盘座T星”系统的作用,则下列说法正确的是(    

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A.两星间的万有引力不变

B.两星的运动周期不变

C.类日伴星的轨道半径减小

D.白矮星的线速度变小

 

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如图所示,甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河,M、N分别是甲、乙两船的出发点,两船头与河岸均成α角,甲船船头恰好对准N点的正对岸P点,经过一段时间乙船恰好到达P点,如果划船速度大小相同,且两船相遇,不影响各自的航行,下列判断正确的是(  

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A. 甲船也能到达正对岸

B. 两船渡河时间一定相等

C. 两船相遇在NP直线上

D. 渡河过程中两船不会相遇

 

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