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如图所示,将直径为2R的半圆形导轨固定在竖直平面内的A、B两点,直径与竖直方向的...

如图所示,将直径为2R的半圆形导轨固定在竖直平面内的AB两点,直径与竖直方向的夹角为60°O为半圆形导轨的圆心,DO点正下方导轨上的点,在导轨上套一质量为m的小圆环,原长为2R、劲度系数的光滑弹性轻绳穿过圆环且两端固定在AB两点,已知弹性轻绳始终在弹性限度内,重力加速度为g,将圆环从A点正下方的C点由静止释放。

1)如果导轨是光滑的,求圆环到达D点时的速度大小和导轨对圆环的作用力的大小;

2)如果导轨是粗糙的,圆环与导轨间的动摩擦因数为,已知圆环运动到D点时恰好只有向心加速度,求圆环由C点运动到D点过程中克服摩擦力做的功。

 

(1)(2) 【解析】试题分析:(1)C、D两点弹性势能相同,则有,,解得 D点:, ,解得 (2)只有向心加速度,即切向合力为零,, 解得 另方向向上, 根据动能定理可得 故 考点:考查了圆周运动 ,动能定理 【名师点睛】本题考查了求圆环的速率、轨道对圆环的作用力,应用机械能守恒定律与牛顿第二定律即可正确解题;本题的难点,也是本题解题的关键是:应用数学知识气促C、D两点间的高度差、求出弹性绳的形变量.  
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考点分析:
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光滑水平地面上停放着一辆质量m=2kg的平板车,质量M=4kg可视为质点的小滑块静放在车左端,滑块与平板车之间的动摩擦因数,如图所示,一水平向右的推力F=24N作用在滑块M上05s撤去,平板车继续向右运动一段时间后与竖直墙壁发生碰撞,设碰撞时间极短且车以原速率反弹,滑块与平板之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,平板车足够长,以至滑块不会从平板车右端滑落,,求:

1平板车第一次与墙壁碰撞后能向左运动的最大距离s多大?此时滑块的速度多大?

2平板车第二次与墙壁碰撞前的瞬间速度多大?

3为使滑块不会从平板车右端滑落,平板车至少要有多长?

 

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小车上固定有一个竖直方向的细杆,杆上套有质量为M的小环,环通过细绳与质量为m的小球连接,当车向右匀加速运动时,环和球与车相对静止,绳与杆之间的夹角为,如图所示。求杆对环作用力的大小和方向。

 

 

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沿x轴正方向运动的A质点和B质点,其位置-时间图像如图所示分别为图中直线a和曲线b,已知B质点的质量为m=2kg,所受合外力恒定且大小为4N,t=3s时直线a和曲线b刚好相切,求:

1质点B在t=0时的速度大小和方向;

2t=0时的质点B的位置。

 

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某实验小组利用如图所示的装置进行实验,钩码AB分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,钩码质量均为M,在A的上面套一个比它大一点的环形金属块C,在距地面为处由一宽度略大于A的狭缝,钩码A能通过狭缝,环形金属块C不能通过,开始时A距离狭缝的高度为,放手后,ABC从静止开始运动

1)利用计时仪器测得钩码A通过狭缝后落地用时,则钩码A通过狭缝的速度为_______(用题中字母表示);

2)若通过此装置验证机械能守恒定律,还需要测出环形金属框C的质量m,当地重力加速度为g,若系统的机械能守恒,则需满足的等式为___________(用题中字母表示);

3)为减小测量时间的误差,有同学提出如下方案:实验时调节,测出钩码A从释放到落地的总时间t,来计算钩码A通过狭缝的速度,你认为可行吗?若可行,写出钩码A通过狭缝时的速度表达式;若不可行,请简要说明理由___________________

 

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验证力的平行四边形定则实验中,情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OBOC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图。

1)图乙中的F中,____填(“F”)一定与AO共线。

2)为了便于操作并能提高测量的精度,我们应注意的是

A.固定橡皮筋时,应用图钉尖把橡皮筋钉在木板上

B.用两个弹簧秤拉橡皮筋时,要尽量将两个弹簧秤拉伸到相同刻度

C.标记同一细绳方向时,要用笔顺着细绳仔细地画出直线

D.两次拉橡皮筋,要将橡皮筋和细绳的结点拉到相同位置

 

 

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