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如图所示,圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上,轨道半径为R,MN为直径且与...

如图所示,圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上,轨道半径为RMN为直径且与水平面垂直,直径略小于圆管内径的小球A以某一初速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,碰撞后两球的速度变为碰撞前的一半,落地点距N2R.重力加速度为g,忽略圆管内径,空气阻力及各处摩擦均不计,求:

1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t;   

2)小球A冲进轨道时在N点的速度大小.

 

(1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t为 .(2)小球A冲进轨道时在N点的速度大小为 . 【解析】本题考查动量守恒、平抛运动、机械能守恒等知识。 (1)粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动,竖直方向分运动为自由落体运动, 有 …① 解得: …② (2)设球A的质量为m,在N点速度为v,与小球B碰撞前速度大小为v1,把球A冲进轨道最低点时的重力势能定为0,由机械能守恒定律知 …③ 设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v2,则 由动量守恒定律知 …④ 综合②③④式得:  
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宇航员在太空站内做了如下实验:选取两个质量分别为mA=0.2kgmB=0.4kg的小球AB和一根轻质短弹簧,弹簧的一端与小球A粘连,另一端与小球B接触而不粘连.现使小球AB之间夹着被压缩的轻质弹簧,处于锁定状态,一起以速度v0=0.1m/s做匀速直线运动,如图所示,过一段时间,突然解除锁定(解除锁定没有机械能损失),两球仍沿原直线运动,从弹簧与小球B刚刚分离开始计时,经时间t=3.0s,两球之间的距离增加了S=2.7m,求弹簧被锁定时的弹性势能Ep

 

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如图所示,跳台滑雪运动员在专用滑雪板上,不带雪仗在助滑路上获得高速后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆.设一位运动员由a点沿水平方向跃起,到山坡b点着陆,测得ab间距L=75m,山坡倾角θ=37°,山坡可以看成一个斜面,运动员可看成质点.(不计空气阻力,sin37°=0.6cos37°=0.8g10m/s2

求:(1)运动员起跳后他在空中从ab飞行的时间.

       (2)运动员在a点的起跳速度大小.

 

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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨;导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.

 

1)滑块通过B点的瞬时速度可表示为_____

2)某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时mM组成的系统动能增加量可表示为△Ek=_____,系统的重力势能减少量可表示为△Ep=_____,在误差允许的范围内,若△Ek=△Ep则可认为系统的机械能守恒.

 

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某同学用图示装置研究平抛运动及其特点.他的实验操作是:在小球AB处于同一高度时,用小锤轻击弹性金属片,使A球水平飞出,同时B球被松开.

他观察到的现象是:小球AB_____(填同时不同时)落地;

AB球恢复初始状态,用较大的力敲击弹性金属片.A球在空中运动的时间将_____(填变长不变变短).

 

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如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面,其运动的加速度为,此物体在斜面上上升的最大高度为h,则在这个过程中物体(  )

A. 重力势能增加了mgh    B. 动能损失了

C. 克服摩擦力做功    D. 机械能损失了

 

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