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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(管的内径大小可以忽...

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与圆心的连线与数字方向成60°角,如图所示,现有一只质量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,小球到达A时恰好与管壁无作用力,取,求:

(1)小球到达圆管最高点A时的速度大小;

(2)小球在刚进入圆管B点时的速度大小;

(3)小球抛出点P到管口B的水平距离x和竖直距离h。

 

(1) (2) (3) 【解析】(1)小球在最高时对管壁无作用力,重力提供向心力,由向心力公式得: ,可得小球到达圆管最高点时的速度为: 。 (2)设B点的速度为,到最高点A,由机械能守恒定律可知: ,则整理可以得到: 。 (3)由平抛运动规律可知,小球做平抛运动过程的初速度为: 在B点时的竖直速度为: 由可知: 由可知,小球的抛出点到管口B的水平距离为: 由可得: 。 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。  
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考点分析:
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随着航天技术的不断发展,人类宇航员可以乘航天器登陆一些未知星球,一名宇航员在登陆某星球后为了测量此星球的质量进行了如下实验:他把一小钢球托举到距星球表面高度为h处由 静止释放,计时仪器测得小钢球从释放到落回星球表面的时间为t,此前通过天文观测测得此星球的半径为R,已知万有引力常量为G,不计小钢球下落过程中的气体阻力,可认为此星球表面的物体受到的重力等于物体与星球之间的万有引力,求:

(1)此星球表面的重力加速度g;

(2)此星球的质量M及第一宇宙速度;

(3)若距此星球表面高H的圆形轨道有一颗卫星绕它做匀速圆周运动,求卫星的圆形周期。

 

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质量m=3kg的物体,在水平力F=6N的作用下,在光滑水平面上从静止开始运动,运动时间t=3s,求:

(1)力F在t=3s内对物体所做的功。

(2)力F在t=3s内对物体所做的功的平均功率;

(3)在3s末力F对物体做功的瞬时功率。

 

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图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图。

(1)实验前应对实验装置反复调节,知道斜槽末端切线_______,每次让小球从同一位置由静止释放,是为了保证每次平抛________________________________

(2)图乙是实验取得的数据,其中O为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为__________m/s(

(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每个格的边长L=5cm,实验记录了小球在运动中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为______m/s;B点的竖直分速度为________m/s;平抛运动初位置的水平坐标x=_______cm(如图丙,以O点为原点,水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向,

 

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一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定,有质量相同的小球A和B,沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图所示,A的运动半径较大,则(  )

A.A球的角速度必小于B球的角速度

B.A球的线速度必大于B球的线速度

C.A球的运动周期必大于B球的运动周期

D.A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力

 

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一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5 s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的01,g10m/s2,则( )

A. 汽车在前5 s内的牵引力为4×103N

B. 汽车在前5 s内的牵引力为6×103N

C. 汽车的额定功率为60kW

D. 汽车的最大速度为30m/s

 

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