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如图所示,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO’匀速转动,在圆心O正上方...

如图所示,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO’匀速转动,在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道,与转轴交于O’点。一质量m=1kg的小车(可视为质点)可沿轨道运动,现对其施加一水平拉力F=4N,使其从O’左侧2m处由静止开始沿轨道向右运动。当小车运动到O’点时,从小车上自由释放一小球,此时圆盘的半径OA正好与轨道平行,且A点在O的右侧。小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2g10m/s2

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1)若小球刚好落到A点,求小车运动到O’点的速度大小;

2)为使小球刚好落在A点,圆盘转动的角速度应为多大?

3)为使小球能落到圆盘上,小车在水平拉力F作用时运动的距离范围应为多大?

 

(1)1m/s (2) (3)1m~1.125m 【解析】 试题分析:(1)小球下落时间, (3分) (2)小球下落过程中圆盘应恰好转过n圈(n=1,2,3…) (3分) (3)小车运动到O′点时的速度范围在0~1m/s之间,小车在拉力作用和撤去拉力情况下 的加速度分别为:,解得(1分) , (1分) 当时,F作用的距离为1m, 当时,设F撤去时小车的速度为,,(2分) 解得:,则F作用的距离: (1分) 因此F作用的距离范围为1m~1.125m(1分) 考点:平抛运动、圆周运动、牛顿第二定律。 【名师点睛】解决本题的关键知道物块整个过程的运动:匀加速直线运动、匀减速直线运动和平抛运动,知道三个过程的运动时间与圆盘转动的时间相等.以及熟练运用运动学公式;解题思路:(1)物块离开O′点后做平抛运动,可以求出平抛运动的时间和平抛运动的初速度,从而得出小车运动到O′点速度; (2)若圆盘转一圈,物块恰好调入小桶,此时作用力时间最短.圆盘转一圈的时间与平抛运动时间是相等.从而得出圆盘转动的角速度最小值,也有可能在平抛运动时间内,圆盘转动n圈.因此求出转动角速度. (3)根据第一问求出小球能落到圆盘上在O′点的速度范围,再从P到O′的过程中,根据动能定理列式求解.  
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考点分析:
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如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内,弯曲部分是由两个半径均为R0.2 m的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径)。轨道底端A与水平地面相切,顶端与一个长为l0.9 m的水平轨道相切B点。一倾角为θ37°的倾斜轨道固定于右侧地面上,其顶点D与水平轨道的高度差为h0.45 m,并与其他两个轨道处于同一竖直平面内。一质量为m0.1 kg的小物体(可视为质点)A点被弹射入“S”形轨道内,沿轨道ABC运动,并恰好从D点以平行斜面的速度进入倾斜轨道。小物体与BC段间的动摩擦因数μ0.5(不计空气阻力,g10 m/s2sin37°0.6, cos37°0.8)

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1)小物体从B点运动到D点所用的时间;

2)小物体运动到B点时对“S”形轨道的作用力大小和方向;

 

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在寒冷的冬天,路面很容易结冰,在冰雪路面上汽车一定要低速行驶.在冰雪覆盖的路面上,车辆遇紧急情况刹车时,车轮会抱死而打滑。如图所示,假设某汽车以10 m/s的速度行驶至一斜坡的顶端A时,突然发现坡底前方有一行人正以2 m/s的速度同向匀速行走,司机立即刹车,但因冰雪路面太滑,汽车仍沿斜坡滑下。已知斜坡高AB3 m,长AC5 m,司机刹车时行人距坡底C点距离CE6 m,从厂家的技术手册中查得该车轮胎与冰雪路面的动摩擦因数约为0.5。(满分5 manfen5.com5.5

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1)求汽车沿斜坡滑下的加速度大小;

2)试分析此种情况下,行人是否有危险。

 

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如图所示,一细绳跨过装在天花板上的滑轮,细绳的一端悬挂一质量为M的物体,另一端悬挂一载人的梯子,人的质量为m,系统处于平衡状态。不计摩擦及滑轮与细绳的质量,要使天花板受滑轮的作用力为零,人应如何运动?

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某同学设计了如下实验方案用来验证牛顿运动定律’:

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1)如图甲所示,将木板有定滑轮的一端垫起,把滑块通过细绳与带夹的重锤相连,然后跨过定滑轮,重锤下夹一纸带,穿过打点计时器。调整木板倾角,直到轻推滑块后,滑块沿木板向下匀速运动。

2)如图乙所示,保持长木板的倾角不变,将打点计时器安装在长木板上靠近滑轮处,取下细绳和重锤,将滑块与纸带相连,使其穿过打点计时器,然后接通电源释放滑块,使之由静止开始加速运动。打点计时器使用的交流电的频率为50Hz,打出的纸带如图丙所示,A, B, C,D,E是纸带上五个计数点。

①图乙中滑块下滑的加速度为      。(结果保留两位有效数字)

②若重锤质量为m,滑块质量为M,重力加速度为g,则滑块加速下滑受到的合力为_______

③某同学在保持滑块质量不变的情况下,通过多次改变滑块所受合力,由实验数据作出的a-F,图象如图丁所示,则滑块的质量为      kg。(结果保留两位有效数字)

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某同学做验证力的平等四边形定则实验,下面列出的措施中,哪些是有利于减少实验误差( 

A.橡皮条弹性要好,拉到O点时拉力要适当大一些

B.两个分力F1F2间的夹角要尽量大一些

C.拉橡皮条时,橡皮条、细绳和弹簧秤平行贴近木板面

D.拉橡皮条的绳要细,而且要稍长一些

 

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