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如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道与之相切的圆形轨道连接而成,...

如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R.一质量为m的小物块(视为质点)从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动.(g为重力加速度)

1)要使物块能恰好通过圆轨道最高点,求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h多大;

2)要求物块能通过圆轨道最高点,且在最高点与轨道间的压力不能超过5mg.求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围.

 

(1);(2) 【解析】试题分析:根据牛顿第二定律求得在A处的速度,然后应用机械能守恒求得高度;根据牛顿第二定律求得在A处的速度范围,然后应用机械能守恒求得高度取值范围; (1)要使物块能恰好通过圆轨道最高点,那么对物块在最高点A处应用牛顿第二定律可得. 又有物块运动过程只有重力做功,机械能守恒,所以有 所以. (2)要求物块能通过圆轨道最高点,且在最高点与轨道间的压力不能超过5mg,那么由牛顿第三定律可得:物块在最高点受到轨道的支持力不超过5mg. 所以,对物块在最高点A处应用牛顿第二定律可得: . 又有物块运动过程只有重力做功,机械能守恒,所以有. 所以, ,所以.  
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考点分析:
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如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上.已知l=1.4m,v=3.0m/s,m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面高h=0.45m,不计空气阻力,重力加速度取10m/s2,求:

(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s;

(2)小物块落地时的动能EK

(3)小物块的初速度大小v0

 

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质量为m=3000t的火车,在恒定的额定功率下由静止出发,运动中受到恒定不变的阻力作用,经过103s,行程12km后,达到最大速度72km/h,求列车的额定功率和它受到的阻力.

 

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用如图1实验装置验证m1m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.图2给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.已知m1=50gm2=150g,则(g10m/s2,结果保留两位有效数字)

1)在纸带上打下记数点5时的速度v=_____m/s

2)在打点05过程中系统动能的增量EK=_____J,系统势能的减少量EP=_____J,由此得出的结论是_____

 

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某探究学习小组的同学欲验证动能定理,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.

若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:

(1)你认为还需要的实验器材有____________

(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质 量应满足的实验条件是_______________,实验时首先要做的步骤是_______________

(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量为M.往沙桶中装入适量的细沙,用 天平称出此时沙和沙桶的总质量为m.让沙桶带动滑块加速运动.用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则本实验最终要验证的数学表达式为______________.(用题中的字母表示实验中测量得到的物理量)

 

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某人站在静浮于水面的船上,从某时刻开始人从船头走向船尾,设水的阻力不计,那么在这段时间内人和船的运动情况是(      )

A. 人匀速走动,船则匀速后退,且两者的速度大小与它们的质量成反比

B. 人匀加速走动,船则匀加速后退,且两者的速度大小一定相等

C. 不管人如何走动,在任意时刻两者的速度总是方向相反,大小与它们的质量成反比

D. 人走到船尾不再走动,船则停下

 

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