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如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量...

如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,脱离弹簧后当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点。试求:

(1)弹簧开始时的弹性势能;

(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功;

(3)物体离开C点后落回水平面时的速度大小和方向。

 

(1)3mgR(2)0.5mgR(3),方向与水平方向成arctan2角 【解析】 试题分析:(1)物块在B点时,由牛顿第二定律得: ,FN=7mg EkB=mvB2=3mgR 在物体从A点至B点的过程中,根据机械能守恒定律,弹簧的弹性势能Ep=EkB=3mgR. (2)物体到达C点仅受重力mg,根据牛顿第二定律有 ,EkC=mvC2=mgR 物体从B点到C点只有重力和阻力做功,根据动能定理有:W阻-mg·2R=EkC-EkB 解得W阻=-0.5mgR 所以物体从B点运动至C点克服阻力做的功为W=0.5mgR. (3)物体离开轨道后做平抛运动, 水平方向有: 坚直方向有: 落地时的速度大小: 与水平方向成角斜向下: 得θ=arctan2。 考点:牛顿第二定律;动能定理;平抛运动 【名师点睛】本题的解题关键是根据牛顿第二定律求出物体经过B、C两点的速度,再结合动能定理、平抛运动的知识求解。  
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考点分析:
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近年来,随着人类对火星的了解越来越多,美国等国家都已经开始进行移民火星的科学探索,并面向全球招募单程火星之旅的志愿者.若某物体在火星表面做自由落体运动的时间是在地球表面同一高度处自由落体时间的15倍,已知地球半径是火星半径的2倍.

1)求火星质量与地球质量的比值.

2)如果将来成功实现了火星移民,求出在火星表面发射载人航天器的最小速度v1与地球上卫星最小发射速度v2的比值.

 

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平抛一物体,当抛出1s后它的速度方向与水平方向成45°角,落地时速度方向与水平方向成60°角,求:

(1)初速度v0

(2)落地速度v;

(3)水平射程.

 

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某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系,此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等,组装的实验装置如图所示.

1)若要完成该实验,必需的实验器材还有哪些            

2)实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行,他这样做的目的是下列的哪个______(填字母代号)

A.避免小车在运动过程中发生抖动

B.可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰

C.可以保证小车最终能够实现匀速直线运动

D.可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力

3)平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车速度,在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决办法:             

4)他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些,这一情况可能是下列哪些原因造成的______(填字母代号).

A.在接通电源的同时释放了小车

B.小车释放时离打点计时器太近

C.阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉

D.钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力.

 

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验证机械能守恒定律的实验中,打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度的值为980m/s2,测得所用重物的质量为100kg.若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点ABC到第一个点的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为002s),那么:

1)纸带的______端与重物相连;

2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=______

3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△Ep=______,此过程中物体动能的增加量△Ek=______(取g=98m/s2);

4)通过计算,数值上△Ep______△Ek(填”“=””=,这是因为______

5)实验的结论是                     

 

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如图所示,竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上,半径r=04m,在最低点处有一小球(其半径远小于轨道半径r)。现给小球以水平向右的初速度v0,g取10m/s,如果要使小球运动过程中不脱离圆轨道运动, v0的大小满足的条件可表示为(    

A.v0≥0    B.v0≥4m/s

C.v0≥2m/s    D.v0≤2m/s

 

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