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如图所示,在粗糙水平地面上竖直固定半径为R=6cm的光滑圆轨道。质量为m=4kg...

如图所示,在粗糙水平地面上竖直固定半径为R=6cm的光滑圆轨道。质量为m=4kg的物块静止放在粗糙水平面上A处,物块与水平面的动摩擦因数μ=0.75,A与B的间距L=0.5m。现对物块施加大小恒定的拉力F使其沿粗糙的水平面做直线运动,到达B处将拉力F撤出,物块沿竖直光滑圆轨道运动。若拉力F与水平面夹角为θ时,物块恰好沿竖直光滑圆轨道通过最高点,取重力加速度g=10m/s2,物块可视为质点。求:

1物块到达B处时的动能;

2拉力F的最小值及与水平方向的夹角θ。

 

(1)6J;(2)33.6N 【解析】 试题分析:(1)设物块到达竖直光滑轨道最高点速度为v,则: 物块从B处沿光滑圆轨道运动最高点,因为机械能守恒,取B为零势能 所以 由以上两式解得:EKB=6J (2)物块从A运动到B,由动能定理得: FLcosθ-μ(mg-Fsinθ)=EKB 代入数据并解得: 所以当θ=37°时,F最小值为33.6N 考点:动能定理;向心力 【名师点睛】本题主要考查了动能定理与圆周运动相结合的问题。属于中等难度的题。解决本题的突破口是理解物体在竖直面内做圆周运动的临界条件,求出这时物体的速度;灵活利用动能定理解题是此类题目的通用解法。  
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水平地面上有一质量为m=2kg的木块,放在与墙的距离为x=20m的位置。现用大小为F=20N的水平推力推木块,使木块由静止开始运动,经过t=4s的时间到达墙边。

1)求木块与水平地面间的动摩擦因数μ

2)若仍用大小为20N的水平推力,为使木块能到达墙边,推力作用的最短时间t1为多少?

3)若仍用大小为20N的力作用于木块,为使木块用最短时间到达墙边,推力作用的最短时间t2为多少?

 

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某同学用如图a所示的装置来验证小球从A运动到B过程中的机械能守恒.让一个小球由静止开始从A位置摆到B位置,悬点O正下方P点处放有水平放置炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时被烧断,小球向前飞出做平抛运动.在地面上铺放白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹.用重锤线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次小球每一次都从同一点由静止释放,球的落点痕迹如图b所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐,量出M、C之间的距离x,再用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,即可验证机械能守恒定律.已知小球的质量为m,当地的重力加速度为g.

1根据图b可以确定小球平抛时的水平射程为____________cm.

2用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0=_____________.

3用已知量和测得量表示出小球从A到B过程中,重力势能的减少量ΔEP=______,动能的增加量ΔEk=________.

 

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某学习小组采用如图所示的实验装置来探究加速度与力、质量的关系。在水平桌面上放有长木板,用轻绳将固定有拉力传感器的小车通过一个定滑轮与一个小桶相连,木板上AB两处各安装一个速度传感器,分别先后记录小车通过AB两处时的速度,用数字计时器记录小车在通过AB两处时的时间间隔。

1)在实验中下列哪些措施有助于减小实验误差

A.将木板右端适当垫高,以平衡摩擦力

B.调整滑轮高度,使拉小车的细绳平行木板

C.使小桶(包括砂)的质量远小于车的总质量

D.适当增大两个速度传感器的间距

2)下表是按正确操作测得的数据,其中M为小车(包括拉力传感器)的质量,vA-vB是两个速度传感器记录的速率差值,∆t是数字计时器记录的小车在通过AB两处时的时间间隔,F是拉力传感器记录的拉力值。

次数
 

Mkg
 

vAvBm/s
 

∆t s
 

FN
 

am/s2
 

1
 

0.500
 

0.26
 

0.20
 

0.64
 

1.3
 

2
 

0.500
 

0.45
 

0.25
 

0.92
 

a2
 

3
 

0.600
 

0.60
 

0.40
 

0.92
 

1.5
 

 

表格中a2        

 

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在一水平向右匀速传输的传送带的左端A点,每隔T的时间,轻放上一个相同的工件,已知工件与传送带间动摩擦因素为μ,工件质量均为m,经测量,发现后面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离为x,下列判断正确的有

A. 传送带的速度为

B. 传送带的速度为

C. 每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为

D. 在一段较长的时间t内,传送带因为传送工件而将多消耗的能量为

 

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如图所示,倾角为a的光滑斜面下端固定一绝缘轻弹簧,M点固定一个质量为m、带电量为-q的小球Q,整个装置处在电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。现把一个带电量为+q的小球P从N点由静止释放,释放后P沿着斜面向下运动,N点与弹簧的上端和M的距离均为so,P、Q以及弹簧的轴线ab与斜面平行,两小球均可视为质点和点电荷,弹簧的劲度系数为k0,静电力常量为k。则

A.小球P返回时,可能撞到小球Q

B.小球P在N点的加速度大小为

C.小球P沿着斜面向下运动过程中,其电势能可能增大

D.当弹簧的压缩量为时,小球P的速度最大

 

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