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如图所示,粗糙水平地面AB与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BCD相连接,且在同一...

如图所示,粗糙水平地面AB与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BCD相连接,且在同一竖直平面内,OBCD的圆心,BOD在同一竖直线上.质量m=2kg的小物体在9N的水平恒力F的作用下,从A点由静止开始做匀加速直线运动.已知AB=5m,小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2.当小物块运动到B点时撤去力F.取重力加速度g=10m/s2.求:

1)小物块到达B点时速度的大小;

2)小物块运动到D点时,轨道对小物块作用力的大小;

3)小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离.

 

(1)小物块到达B点时速度的大小是5m/s; (2)小物块运动到D点时,轨道对小物块作用力的大小是25N; (3)小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离是1.2m 【解析】试题分析:(1)小物块从A到B,F做功Fx,滑动摩擦力﹣μmgx,根据动能定理求解小物块到达B点时速度的大小; (2)小物块从B运动到D点过程,只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律求出物块到达D点时的速度,由牛顿第二定律求解轨道对小物块作用力的大小; (3)小物块离开D点做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,由运动学公式求解落到水平地面上的点与B点之间的距离. 【解析】 (1)从A到B,根据动能定理有 (F﹣μmg)x= 得=5m/s (2)从B到D,根据机械能守恒定律有 得=3m/s 在D点,根据牛顿运动定律有 得 F=﹣mg=25N (3)由D点到落点小物块做平抛运动,在竖直方向有 得 水平面上落点与B点之间的距离为 x=vDt=3×0.4=1.2m 答:(1)小物块到达B点时速度的大小是5m/s; (2)小物块运动到D点时,轨道对小物块作用力的大小是25N; (3)小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离是1.2m.  
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考点分析:
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如图所示,光滑水平地面静止放着质量m=10kg的木箱,与水平方向成θ=60°的恒力F作用于物体,恒力F=2.0N.当木箱在力F作用下由静止开始运动4.0s,求

(1)4.0s内力F做的功;

(2)4.0s内力F的平均功率;

(3)4.0s末拉力F的瞬时功率.

 

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一质量为1kg的物体,位于距地面高h=3m倾角为37°的斜面上,从静止开始下滑.已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,且经B点时无能量损失,最后滑到C点停止,求:

(1)AB段摩擦力做功,

(2)BC的长度s为多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

 

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把质量为3kg的石头从20m高的山崖上以30°角向斜上方抛出,抛出的速度v0=5m/s.(不计空气阻力,取g=10m/s2)求:

(1)抛出至落地过程中重力所做的功?

(2)石块落地时的速度是多大?

 

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为验证“拉力做功与物体动能改变的关系”,某同学到实验室找到下列器材:长木板(一端带定滑轮)、电磁打点计时器、质量为200g的小车、质量分别为10g、30g和50g的钩码、细线、学生电源(有“直流”和“交流”档).该同学进行下列操作

A.组装实验装置,如图a所示

B.将质量为200g的小车拉到打点计时器附近,并按住小车

C.选用50g的钩码挂在拉线的挂钩P上

D.释放小车,接通打点计时器的电源,打出一条纸带

E.在多次重复实验得到的纸带中选出一条点迹清晰的纸带,如图b所示

F.进行数据采集与处理

请你完成下列问题:

(1)进行实验时,学生电源应选择用      档(选填“直流”或“交流”).

(2)该同学将纸带上打的第一个点标为“0”,且认为打“0”时小车的速度为零,其后依次标出计数点1、2、3、4、5、6(相邻两个计数点间还有四个点未画),各计数点间的时间间隔为0.1s,如图b所示.该同学测量出计数点0到计数点3、4、5的距离,并标在图b上.则在打计数点4时,小车的速度大小为      m/s;如果将钩码的重力在数值上当作小车所受的拉力,则在打计数点0到4的过程中,拉力对小车做的功为      J,小车的动能增量为      J.(取重力加速度g=9.8m/s2,结果均保留两位有效数字)

(3)由(2)中数据发现,该同学并没有能够得到“拉力对物体做的功等于物体动能增量”的结论,且对其他的点(如2、3、5点)进行计算的结果与“4”计数点相似.你认为产生这种实验结果的主要原因有(写出两条即可)

     

     

 

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某探究性学习小组对一辆自制遥控车的性能进行研究.他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过数据处理得到如图所示的v﹣t图象,已知小车在0~t1时间内做匀加速直线运动,t1~10s时间内小车牵引力的功率保持不变,7s末到达最大速度,在10s末停止遥控让小车自由滑行,小车质量m=1kg,整个过程中小车受到的阻力f大小不变.则以下说法正确的是(  )

A.小车匀加速直线运动的时间t1=2s

B.小车匀加速直线运动的时间t1=1.5s

C.t1~10s内小车牵引力的功率P为12W

D.小车所受阻力f的大小为3N

 

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