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如图所示,在水平地面上竖直固定一根内壁光滑的圆管,管的半径R=3.6m(管的内径...

如图所示,在水平地面上竖直固定一根内壁光滑的圆管,管的半径R=36m管的内径大小可以忽略,管的出口A在圆心的正上方,入口B与圆心的连线与竖直方向夹角为60°现有一质量m=1kg的小球可视为质点从某点P以一定的初速度水平抛出,恰好从管口B处沿切线方向飞入,且小球到达A时恰好与管壁无作用力取g=10m/s2,求:

1小球到达圆管最高点A时的速度大小;

2小球在管的最低点C时,管壁对小球的弹力大小;

3小球抛出点P到管口B的水平距离x.(最后结果可以保留根号

 

(1)6m/s(2)60N(3) 【解析】 试题分析:(1)小球在最高时对管壁无作用力,由向心力公式可知 可得小球到达圆管最高点时的速度 (2)设最低点C的速度为v,小球从管的最低点到最高点A,由机械能守恒定律可知 ,可得 在最低点,由向心力公式可知 可得 (2)设B点的速度为vB,由机械能守恒定律可知 可得 由平抛运动规律可知,小球做平抛运动过程的初速度 在B点时的竖直速度 由可知 由可知,小球的抛出点到管口B的水平距离 m 考点:机械能守恒定律;平抛运动;牛顿第二定律的应用 【名师点睛】本题是平抛运动、牛顿第二定律和机械能守恒定律等知识的综合应用,按程序法进行分析,关键要灵活选择研究的过程和状态;此题是难题,意在考查学生综合分析问题及灵活运用知识的能力。  
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考点分析:
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宇航员站在质量分布均匀的某星球表面上,沿竖直方向从地面以初速度v0向上抛出一个小球,测得小球经时间t落回地面(此过程不计一切阻力影响)。已知该星球的半径为R,引力常量为G,球体体积公式,求:

1)该星球表面处的重力加速度g

2)距该星球表面h处的重力加速度g′

3)该星球的平均密度ρ

 

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质量为m=5×103 kg的汽车某时刻速度为v0=10 m/s,随后以P=6×104 W的额定功率沿平直公路继续前进,经过t=72 s达到最大速度设汽车受恒定阻力Ff=25×103 N,求:

1汽车的最大速度vm

2当汽车速度为v=20m/s时的加速度a

3汽车在72 s内经过的位移大小s

 

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某学习小组欲验证动能定理,他们在实验室找到了打点计时器、学生电源、导线、细线、复写纸、纸带、长木板、滑块、沙及沙桶,组装了一套如图所示的实验验证装置.

若你是小组中的一位成员,为了完成该验证实验,

1)你认为还需要的器材有___________

2)实验时为了使得沙和沙桶的总重力可作为滑块受到的合外力,应做两方面减少误差的措施:

a.细沙和沙桶的总质量应满足_______________

b.将长木板左端适当垫高的目的是_________________

3)在(2)的基础上,某同学测量出滑块的质量为M,往沙桶中装入适量的细沙,测出此时细沙和沙桶的总质量为m.让沙桶带动滑块加速运动,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距s及对应的速度大小v1v2v1v2),实验最终要验证的数学表达式为_____________.(用题中的字母表示)

 

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某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。频闪仪每隔005 s闪光一次,右图中所标数据为相邻两次频闪小球的实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表(当地重力加速度取98 m/s2,小球质量m02 kg,计算结果保留三位有效数字):

时刻
 

t2
 

t3
 

t4
 

t5
 

速度(m/s
 

559
 

508
 

458
 


 

 

1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5____________m/s

2)从t2t5时间内,重力势能增量ΔEp_________J,动能减少量ΔEk___________J

3)在误差允许的范围内,若ΔEpΔEk近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算得ΔEp______ΔEk(选填“>”“<”),造成这种结果的主要原因是            

 

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如图所示,一轻绳系着可视为质点的小球在竖直平面内做圆周运动,已知绳长为l,重力加速度为g,小球在最低点Q的速度为v0,则   

A小球运动到最低点Q时,处于失重状态

B小球的速度v0越大,则在PQ两点绳对小球的拉力差越大

C时,小球一定能通过最高点P

D时,轻绳始终处于绷紧状态

 

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