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如图所示,从A点以v0=4m/s的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质...

如图所示,从A点以v04m/s的水平速度抛出一质量m1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC,经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上,圆弧轨道C端切线水平,已知长木板的质量M4kgAB两点距C点的高度分别为H0.6mh0.15m,圆弧轨道半径R0.75m,物块与长木板之间的动摩擦因数μ10.5,长木板与地面间的动摩擦因数μ20.2g10m/s2.已知sin37°0.6cos37°0.8,求:

(1)小物块运动至B点时的重力的瞬时功率;

(2)小物块滑动至C点时v22 m/s求过圆弧轨道C时对轨道的压力;

(3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板.

 

(1)30W(2)47.3 N(3)2.8m 【解析】(1)物块由A到B点做平抛运动有 H-h=gt2 设到达B点时竖直分速度为vy,则 vy=gt 设到达B点时速度方向与水平面的夹角为θ,则 解得θ=37°,即与水平方向成37°夹角斜向下. P=mgvsinθ=30W (2)在C点有牛顿运动定律可得, FN-mg=m FN≈47.3 N 根据牛顿第三定律可知,物块m对圆弧轨道C点的压力大小为47.3N,方向竖直向下 (3)由题意可知小物块m对长木板的摩擦力 Ff=μ1mg=5 N 长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力, 为F′f=μ2(M+m)g=10 N 因Ff<F′f,所以小物块在长木板上滑动时,长木板静止不动. 小物块在长木板上做匀减速运动,至长木板右端时速度刚好为零,才能保证小物块不滑出长木板.则长木板长度至少满足 .  
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汽车的质量为4×103kg,额定功率为30kW,运动中阻力大小恒为车重的0.1倍.汽车在水平路面上从静止开始以8×103N的牵引力出发(g取10 m/s2).求:

(1)汽车所能达到的最大速度vm

(2)汽车能保持匀加速运动的最长时间tm

(3)汽车加速度为0.6 m/s2时的速度v;

(4)在匀加速运动的过程中发动机做的功W.

 

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在某一次火箭发射实验中,若该火箭(连同装载物)的质量m = 3.00×105kg(可看做质点),启动后获得的推动力恒为F = 4.50×106N,火箭发射塔高H = 125m,不计火箭质量的变化和空气阻力,取g = 10m/s2。来求:

(1)该火箭启动后获得的加速度;

(2)该火箭启动后到脱离发射塔所需要的时间。

 

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如图 (a)为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m关系”的实验装置图。A为小车,B为电火花计时器(电源频率为50Hz),C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板。在实验中近似认为细线对小车拉力F的大小等于砝码和小桶的总重力,小车运动加速度a可用纸带上的点求得。

(1)图(b)是实验中获取的一条纸带的一部分,其中0、1、2、3、4是计数点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示,打“3”计数点时小车的速度大小为_______________m/s,由纸带求出小车加速度的大小a =_______________m/s。(计算结果均保留2位有效数字)

(2)在“探究加速度与合外力的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中砝码的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的关系图线如图(c)所示,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因为____________________

 

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将橡皮筋的一端固定在A点,另一端拴上两根细绳,两根细绳分别连着一个量程为5 N、最小刻度为0.1 N的弹簧测力计,当橡皮筋的活动端拉到O点时,两根细绳相互垂直,如下图所示,这时弹簧测力计的读数可从图中读出。

(1)由图中可读得两个相互垂直的拉力大小分别是________ N和________ N。(只需读到0.1 N)

(2)在本题的方格纸上按作图法的要求画出这两个力及它们的合力。_______

 

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宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统,其中有一种三星系统如图所示,三颗质量均为m的星位于等边三角形的三个顶点,三角形边长为R,忽略其他星体对它们的引力作用,三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动,万有引力常量为G,则(  )

A. 每颗星做圆周运动的线速度为

B. 每颗星做圆周运动的角速度为

C. 每颗星做圆周运动的周期

D. 每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关

 

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