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一半径为R的半圆形竖直圆柱面,用轻质不可伸长的细绳连接的A、B两球悬挂在圆柱面边...

一半径为R的半圆形竖直圆柱面,用轻质不可伸长的细绳连接的AB两球悬挂在圆柱面边缘内外两侧,A球质量为B球质量的2倍,现将A球从圆柱面边缘处由静止释放,如图所示.已知A球始终不离开圆柱内表面,且细绳足够长,若不计一切摩擦,求:

(1)A球沿圆柱内表面滑至最低点时速度的大小;

(2)A球沿圆柱内表面运动的最大位移.

 

(1)2 (2)R 【解析】(1)当A球运动到P点时,作出图象如图所示: 设A球的速度为v,根据几何关系可知B球的速度为v,B球上升的高度为R, 对AB小球整体运用动能定理得: 解得: (2)当A球的速度为0时,A球沿圆柱面运动的位移最大,设为s,则据机械能守恒定律可得: 解得:s=R  
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考点分析:
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如图甲所示,一位同学利用光电计时器等器材做验证机械能守恒定律的实验.有一直径为d、质量为m的金属小球从A处由静止释放,下落过程中能通过A处正下方、固定于B处的光电门,测得AB间的距离为H(Hd),光电计时器记录下小球通过光电门的时间为t,当地的重力加速度为g.则:

    

(1)如图乙所示,用游标卡尺测得小球的直径d______mm.

(2)小球经过光电门B时的速度表达式为v______.

(3)多次改变高度H,重复上述实验,作出H的变化图像如图丙所示,当图中已知量t0H0和重力加速度g及小球的直径d满足表达式____________时,可判断小球下落过程中机械能守恒.

(4)实验中发现动能增加量ΔEk总是稍小于重力势能减少量ΔEp,增加下落高度后,则ΔEp-ΔEk________(选填增加”“减少不变”).

 

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某同学利用如图所示的装置探究动能定理,将斜槽固定在桌面上,斜槽末端与桌面边缘对齐.在水平地面上依次固定好白纸、复写纸,将小球从斜槽高度h处由静止释放,小球落到复写纸上的某点,测出落点到桌边缘的水平距离为x.改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次实验测量,得出多组hx数据.

(1)在安装斜槽时,应使其末端__________________________

(2)已知斜槽倾角为θ,小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ,斜槽末端距地面的高度为H,不计小球与水平槽之间的摩擦,若动能定理成立,则xh应满足的关系式为_______________________

(3)若以h为横坐标,以x2为纵坐标,画出的图线形状是______,说明hx2的关系为________

 

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如图所示轨道是由一直轨道和一半圆轨道组成的,一个小滑块从距轨道最低点Bh高度的A处由静止开始运动,滑块质量为m,直轨道与半圆轨道平滑连接,不计一切摩擦.则(  )

A. 若滑块能通过圆轨道最高点Dh的最小值为2.5R

B. h=2R,当滑块到达与圆心等高的C点时,对轨道的压力为3mg

C. h=2R,滑块会从CD之间的某个位置离开圆轨道做斜抛运动

D. 若要使滑块能返回到A点,则hR

 

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如图所示,一物块通过一橡皮条与粗糙斜面顶端垂直于固定斜面的固定杆相连而静止在斜面上,橡皮条与斜面平行且恰为原长.现给物块一沿斜面向下的初速度v0,则物块从开始滑动到滑到最低点的过程中(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,橡皮条的形变在弹性限度内),下列说法正确的是(  )

A. 物块的动能一直增加

B. 物块运动的加速度一直增大

C. 物块的机械能一直减少

D. 物块减少的机械能等于橡皮条增加的弹性势能

 

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如图,一固定容器的内壁是半径为R的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时,向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为N,则(  )

A. a    B. a

C. N    D. N

 

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