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如图,光滑固定斜面倾角为α,斜面底端固定有垂直斜面的挡板C,斜面顶端固定有光滑定...

如图,光滑固定斜面倾角为α,斜面底端固定有垂直斜面的挡板C,斜面顶端固定有光滑定滑轮.质量为m的物体A经一轻质弹簧与下方挡板上的质量也为m的物体B相连,弹簧的劲度系数为kAB都处于静止状态.一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮,一端连物体A,另一端连一轻挂钩.开始时各段绳都处于伸直状态,A上方的一段绳平行于斜面.现在挂钩上挂一质量M的物体D并从静止状态释放,已知它恰好能使B离开挡板但不继续上升.若让D带上正电荷q,同时在D运动的空间中加上方向竖直向下的匀强电场,电场强度的大小为E,仍从上述初始位置由静止状态释放D,则这次B刚离开挡板时D的速度大小是多少?已知重力加速度为g.

 

【解析】试题分析:挂钩没有挂D时,A压缩弹簧,弹簧的压缩量为,对A有: 则:(2分) 挂钩挂上D后,B刚好离开挡板时弹簧的伸长量为,对B有: 则:(2分) 该过程A沿斜面上升的距离和D下降的高度都是,且A、D的初速度、末速度都为零。 设该过程弹性势能的增量为ΔE,由系统机械能守恒有;(3分) 将D带电后,D在电场中运动,电场力对D作正功,设B刚离开挡板时D的速度为υ,D下降x1+x2过程系统能量守恒, 有:(3分) 由以上四个方程消去,得:(2分) 考点:机械能守恒、胡克定律、电场力做功  
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考点分析:
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如图所示,质量为5 kg的物块自倾角为37°的传送带上由静止下滑,物块经过水平地面CD后进入光滑半圆弧轨道DE,传送带向下匀速转动,其速度v=10 m/s,传送带与水平地面之间光滑连接(光滑圆弧BC长度可忽略),传送带AB长度为16 m,水平地面CD长度为6.3 m,物块与水平地面、传送带间的动摩擦因数均为μ=0.5,圆弧DE的半径R=1.125 m.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g10 m/s2)

(1)求物块在传送带上运动的时间t

(2)求物块到达D点时的速度大小;

(3)物块能否到达E点,若能,求通过E点后物块落地点距离D点的距离.

 

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如图所示,足够长的水平传送带在电动机的带动下匀速转动.现有一可视为质点、质量m=0.5 kg的煤块落在传送带左端(不计煤块落下的速度),煤块在传送带的作用下达到传送带的速度后从右轮轴正上方的P点恰好离开传送带做平抛运动,正好落入运煤车车厢中心点Q.已知煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.8,P点与运煤车底板间的竖直高度H=1.8 m,与运煤车车厢底板中心点Q的水平距离x=1.2 m,g10 m/s2,求:

(1)传送带的速度大小v0

(2)右轮半径R

(3)由于传送煤块,电动机多做的功W.

 

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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.

 

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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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