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如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内...

如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径r=0.2m的四分之一细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数为k=100N/m的轻弹簧,弹簧一端固定,另一端恰好与管口D端平齐,一个质量为1kg的小球放在曲面AB上,现从距BC的高度为h=0.6m处静止释放小球,它与BC间的动摩擦因数μ=0.5,小球进入管口C端时,它对上管壁有FN=2.5mg的相互作用力,通过CD后,在压缩弹簧过程中滑块速度最大时弹簧弹性势能Ep=0.5J。取重力加速度g=10m/s2。求:

1)小球在C处受到的向心力大小;

2)在压缩弹簧过程中小球的最大动能Ekm

3)小球最终停止的位置。

 

(1)35N;(2)6J;(3)距离B 0.2m或距离C端0.3m。 【解析】试题分析:(1)小球进入管口C端时它与圆管上管壁有大小为的相互作用力,故小球受到的向心力为: 。 (2)在压缩弹簧过程中速度最大时,合力为零,设此时滑块离D端的距离为,则有 解得,由机械能守恒定律有,得。 (3)在C点,由,代入数据得: ,滑块从A点运动到C点过程,由动能定理得,解得BC间距离,小球与弹簧作用后返回C处动能不变,小滑块的动能最终消耗在与BC水平面相互作用的过程中.设物块在BC上的运动路程为,由动能定理有,解得,故最终小滑块距离B为处停下。
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考点分析:
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如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=2m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板.已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3,圆弧轨道的半径为R=0.4mC点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=60°,不计空气阻力,g10m/s2.求:

1)小球到达C点时的速度

2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;

3)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少多大?

 

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如图所示,竖直平面内的四分之一圆轨道下端与水平桌面相切,小滑块AB分别静止在圆弧轨道的最高点和最低点,现将A无初速度释放,AB碰撞后结合为一个整体,并沿桌面滑动,已知圆弧轨道光滑,半径R=0.2mAB的质量相等,AB整体与桌面之间的动摩擦因数,重力加速度取,求:

1)碰撞前瞬间A的速率v

2)碰撞后瞬间AB整体的速率

3AB整体在桌面上滑动的距离L和运动的时间t

 

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“验证牛顿第二定律”的实验中,采用如图所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出.

(1)Mm的大小关系满足_____ 时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.

(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a _______ 的图象.

(3)如图(a),甲同学根据测量数据做出的aF图线,说明实验存在的问题是_______________  . 

(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的aF图线,如图(b)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?答:  ________________________   

(5)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,每相邻两个计数点间还有4个点未画出,利用下图给出的数据可求出小车下滑的加速度a= _________ 。(结果保留三位有效数字)

 

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如图所示,A、B两物体的质量比mA:mB=3:2,它们原来静止在平板车C上,A、B间有一根被压缩了的弹簧,A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同,地面光滑.当弹簧突然释放后,则有(  )

A. A、B系统动量守恒

B. A、B、C系统动量守恒

C. 小车向左运动

D. 小车向右运动

 

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如图,一质量为m的物体以某一初速度冲上倾角30°的斜面.其运动的加速度为g,物体在斜面上上升的最大高度为h.则在这过程中( 

A. 重力势能增加了mgh

B. 重力势能增加了

C. 动能损失了

D. 机械能损失了

 

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