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如图所示,截面是直角梯形的物块静置于光滑水平地面上,其两个侧面恰好与两个固定在地...

如图所示,截面是直角梯形的物块静置于光滑水平地面上,其两个侧面恰好与两个固定在地面上的挡板X和Y相接触.图中AB高H=0.3m、AD长L=0.5m,斜面倾角θ=37°.可视为质点的小物块P(图中未画出)质量m=1kg,它与斜面的动摩擦因数μ可以通过更换斜面表面的材料进行调节,调节范围是0≤μ<1.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2

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(1)令μ=0,将P由D点静止释放,求小物块P在斜面上的运动时间;

(2)令μ=0.5,在D点给P一个沿斜面向下的初速度v0=2m/s,求小物块P落地时的动能;

(3)对于不同的μ,每次都在D点给小物块P一个沿斜面向下足够大的初速度以保证它能滑离斜面,求μ的取值在哪个范围内,挡板X始终受到压力的作用.

 

(1)0.41s; (2)6J; (3)0.75<μ<1 【解析】 试题分析:(1)由牛顿第二定律求出加速度,由匀变速运动的位移公式求出运动时间; (2)由动能定理可以求出物块的动能; (3)对物块受力分析,应用平衡条件可以求出动摩擦因数. 【解析】 (1)当μ=0时,P沿斜面下滑的加速度为a, 由牛顿第二定律得:mgsinθ=ma,解得:a=gsinθ=6m/s2, 由运动学公式得:L=at2, 解得:t=s≈0.41s, (2)设落地时P的动能为Ek,P沿斜面下滑到落地,由动能定理得: mg(H+Lsinθ)﹣μmgLcosθ=EK﹣mv02, 解得:EK=6J; (3)P在斜面上下滑过程中梯形物块受力如图: 由平衡条件可得F+Nsinθ=fcosθ, 所以F=μmgcosθcosθ﹣mgcosθsinθ 代入数据,得F=6.4μ﹣4.8, 挡板X受压力,则F>0,所以6.4μ﹣4.8>0,得μ>0.75 依题意,0≤μ<1,所以μ的取值范围为0.75<μ<1 答:(1)令μ=0,将P由D点静止释放,小物块P在斜面上的运动时间为0.41s; (2)令μ=0.5,在D点给P一个沿斜面向下的初速度v0=2m/s,小物块P落地时的动能为6J; (3)0.75<μ<1时,挡板X始终受到压力的作用. 【点评】本题考查动能定理的应用,在解题时要正确进行受力分析,并且合理选择研究过程,找出正确的物理规律求解.  
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考点分析:
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如图所示.在竖直平面内有轨道ABCDE,其中BC是半径为R的四分之一圆弧轨道,AB(AB>R)是竖直轨道,CE是水平轨道,CD>R.AB与BC相切于B点,BC与CE相切于C点,轨道的AD段光滑,DE段粗糙且足够长.

一根长为R的轻杆两端分别固定着两个质量均为m的相同小球P、Q(视为质点),将轻杆锁定在图示位置,并使Q与B等高.现解除锁定释放轻杆,轻杆将沿轨道下滑,重力加速度为g.

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(1)Q球经过D点后,继续滑行距离s停下(s>R).求小球与DE段之间的动摩擦因数.

(2)求Q球到达C点时的速度大小.

 

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由于地球自转的影响,地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同:若地球表面两极处的重力加速度大小为g0,在赤道处的重力加速度大小为g,地球自转的周期为r,引力常量为G,地球可视为质量均匀分布的球体.求:

(1)地球半径R;

(2)地球的平均密度;

(3)若地球自转速度加快,当赤道上的物体恰好能“飘”起来时,求地球自转周期T'.

 

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为了探究加速度与力的关系,使用如图所示的气垫导轨装置进行实验.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过Gl、G2光电门时,光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录.滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M,挡光片宽度为D,光电门间距离为s,牵引砝码的质量为m.

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回答下列问题:

(1)实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉,使气垫导轨水平,在不增加其它仪器的情况下,如何判定调节是否到位?答:

(2)用上述装置“探究滑块的加速度与力的关系实验”

若取M=0.4kg,改变m的值,进行多次实验,以下m的取值不合适的一个是

A.m1=5g    B.m2=15g    C.m3=40g      D.m4=400g

‚在此实验中,需要测得每一个牵引力对应的加速度,其中求得的加速度的表达式为:     (用△t1、△t2、D、S表示)

(3)若用上述装置做“探究恒力做功与滑块动能改变的关系”实验,需要直接测量的物理量是      ,探究结果的表达式是             (用相应符号表示)

(4)某学习小组还想用此装置来“验证机械能守恒定律”,是否可行?      .如可行,写出需要验证的表达式          

 

 

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某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:

①用天平测出电动小车的质量为0.4kg;

②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装;

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③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);

④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中小车所受的阻力恒定).

在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示.

请你分析纸带数据,回答下列问题:(结果保留两位有效数字)

(1)该电动小车运动的最大速度为      m/s;

(2)关闭小车电源后该电动小车运动的加速度大小为      m/s2

(3)该电动小车的额定功率为      W.

 

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如图所示,水平光滑长杆上套有小物块A,细线跨过O点的轻质光滑小定滑轮一端连接A,另一端悬挂小物块B,物块A、B质量相等.C为0点正下方杆上一点,滑轮到杆的距离OC=h.开始时,A位于P点,PO与水平方向的夹角为30°.现将A、B静止释放.下列说法正确的是(  )

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A.物块A由P点出发第一次到达C点过程中,速度不断增大

B.在物块A由P点出发第一次到达C点过程中,物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量

C.物块A在杆上长为2满分5 manfen5.comh的范围内做往复运动

D.物块A经过C点时的速度大小为满分5 manfen5.com

 

 

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