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如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2m的光滑 1/4 圆形轨道,BC...

如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2m的光滑 1/4 圆形轨道,BC段为高为h=5m的竖直轨道,CD段为水平轨道.一质量为0.1kg的小球由A点从静止开始下滑到B点时速度的大小为2m/s,离开B点做平抛运动(g取10m/s2),求:

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(1)小球离开B点后,在CD轨道上的落地点到C的水平距离;

(2)小球到达B点时对圆形轨道的压力大小?

(3)如果在BCD轨道上放置一个倾角θ=45°的斜面(如图中虚线所示),那么小球离开B点后能否落到斜面上?如果能,求它第一次落在斜面上的位置.

 

(1)2m;(2)3N;(3)能,1.13m 【解析】 试题分析:(1)设小球离开B点做平抛运动的时间为t1,落地点到C点距离为s,由得 。 (2)小球达B受重力G和向上的弹力F作用,由牛顿第二定律知,解得F=3N; 由牛顿第三定律知球对B的压力和对球的支持力大小相等,即小球到达B点时对圆形轨道的压力大小为3N,方向竖直向下。 (3)如图,斜面BEC的倾角,CE长d=h=5m,因为d>s,所以小球离开B点后能落在斜面上,假设小球第一次落在斜面上F点,BF长为L,小球从B点到F点的时间为t2   联立、两式得 。 考点:平抛运动、牛顿第二定律 【名师点睛】本题考查了圆周运动和平抛运动的规律,平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动,和竖直方向上的自由落体运动来求解.①小球做平抛运动,根据平抛运动的规律可以求得水平距离;②小球在B点时做的是匀速圆周运动,对小球受力分析,由向心力的公式可以求得小球受到的支持力的大小,在根据牛顿第三定律可以知道对圆形轨道的压力大小;③小球做平抛运动,根据平抛运动的规律可以求得水平距离,与斜面的长度相对比,可以知道,小球将落在斜面上,再根据平抛运动的规律可以求得落在斜面上的位置.  
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考点分析:
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某星球半径为R = 6满分5 manfen5.com106 m,假设该星球表面上有一倾角为θ = 30°的固定斜面,一质量为m = 1 kg的小物块在力,作用下从静止开始沿斜面向上运动,力F始终与斜面平行,如图甲所示。已知小物块和斜面间的动摩擦因数满分5 manfen5.com,力F随位移x变化的规律如图乙所示(取沿斜面向上的方向为正向),如果小物块运动12 m时速度恰好为零,已知万有引力常量G = 6.67满分5 manfen5.com10-11 N·m2/kg2。试求:(计算结果保留一位有效数字)

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(1)该星球表面上的重力加速度g的大小;

(2)该星球的平均密度。

 

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如图乙所示,两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上不同高度处,轨道的末端水平。在它们相同位置上各安装一个电磁铁,两个电磁铁由同一个开关控制,通电后,两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B,断开开关,两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后,A球做平抛运动,B球进入一个光滑的水平轨道,则:B球进入水平轨道后将做_____________运动;改变A轨道距离B轨道的高度,多次重复上述实验过程,总能观察到A球正好砸在B球上,由此现象可以得出的结论是_____________;若某次两小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处,固定在竖直板上的方格纸的正方形小格每边长为5cm,则可算出A铁球刚到达P点的速度为_____________m/s。(g取10m/s2,结果保留两位小数)

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(1)图中C为弹性铁片,它位于B球的左面并夹紧A球,开始时两球均静止,当小锤D下摆时打击铁片C使B球做平抛运动,同时使A自由下落.对该实验出现的现象以及应得出的结论是(错选或漏选不能得分):                 

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A.两球在空中运动时,两者高度始终相同

B.两球必定同时落地

C.实验表明,平抛运动就是自由落体运动

D.实验表明,平抛运动的水平分运动是匀速直线运动

 

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如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上质量为m的物体接触(未连接),如图中O点,弹簧水平且无形变.用水平力F缓慢向左推动物体,在弹性限度内弹簧长度被压缩了x0,如图中B点,此时物体静止.撤去F后,物体开始向右运动,运动的最大距离距B点为3x0.C点是物体向右运动过程中弹力和摩擦力大小相等的位置,物体与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.则( 

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A.撤去F时,物体的加速度最大,大小为满分5 manfen5.com

B.物体先做加速度逐渐变小的加速运动,再做加速度逐渐变大的减速运动,最后做匀减速运动

C.从B到C位置物体弹簧弹性势能的减少量大于物体动能的增加量

D.撤去F后,物体向右运动到O点时的动能最大

 

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如图所示,倾角为θ的光滑斜面足够长,一物质量为m小物体,在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从斜面底端沿斜面向上做匀加速直线运动,经过时间t,力F做功为60J,此后撤去力F,物体又经过相同的时间t回到斜面底端,若以地面为零势能参考面,则下列说法正确的是( 

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A.物体回到斜面底端的动能为60J

B.恒力F=2mgsinθ

C.撤出力F时,物体的重力势能是45J

D.动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之前

 

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