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如图甲所示,轻质弹簧原长为2L,将弹簧竖直放置在水平地面上,在其顶端将一质量为的...

如图甲所示,轻质弹簧原长为2L,将弹簧竖直放置在水平地面上,在其顶端将一质量为的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为L。现将该弹簧水平放置,如图乙所示。一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5L的水平轨道,B端与半径为L的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD在竖直方向上。物块PAB间的动摩擦因数,用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度为L处,然后释放PP开始沿轨道运动,重力加速度为

(1)求当弹簧压缩至长度为L时的弹性势能

(2)若P的质量为,求物块离开圆轨道后落至AB上的位置与B点之间的距离;

(3)为使物块P滑上圆轨道后又能沿圆轨道滑回,求物块P的质量取值范围。

 

(1) (2) (3) 【解析】(1)由机械能守恒定律可知:弹簧长度为L时的弹性势能为 (2)设P到达B点时的速度大小为,由能量守恒定律得: 设P到达D点时的速度大小为,由机械能守恒定律得: 物体从D点水平射出,设P落回到轨道AB所需的时间为 (3)设P的质量为M,为使P能滑上圆轨道,它到达B点的速度不能小于零 得 要使P仍能沿圆轨道滑回,P在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点C,得  
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如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道,外圆ABCD光滑,内圆的上半部分粗糙,下半部分光滑。一质量的小球从轨道的最低点A以初速度开始运动,球的直径略小于两圆间距,球运动的半径,取。求:

(1)若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动,初速度至少为多大?

(2)若,经过一段时间小球运动到最高点时,内轨道对小球的支持力,则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少?

 

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汽车发动机的额定功率为,质量为,汽车在水平路面上行驶时,阻力恒为车重的倍,汽车保持额定功率不变从静止开始启动(

求:(1)汽车所能达到的最大速度;

(2)当汽车的加速度为时的速度;

(3)当汽车的速度为6时的加速度。

 

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在验证机械能守恒定律的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,查得当地重力加速度g=9.80 m/s2,测出所用重物的质量m=1.00 kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带,把第一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm,根据以上数据,可知重物由O点运动到C点过程中重力势能的减少量为______,C点的瞬时速度为____________,动能的增加量为_________________,得到的结论是____________________________________________。(取3位有效数字)

 

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在距地面高处以的速度抛出一个质量为的物体,物体落到地面时的速度是,那么人在抛物体的过程中对物体做的功是_________,物体下落过程中克服阻力做的功是__________。(

 

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一个质量的物体,从零势能面以上处下落到零势能面以下处的过程中,物体重力势能的最大值是________,重力做功是________。(

 

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