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在竖直平面内建立如图所示的平面直角坐标系,将一金属杆的OA部分弯成抛物线形状、A...

在竖直平面内建立如图所示的平面直角坐标系,将一金属杆的OA部分弯成抛物线形状、AB部分为直线并与抛物线的A端相切,将弯好的金属抛物线的O端固定在坐标原点且与水平x轴相切,平面直角坐标系与金属抛物线共面.已知金属杆抛物线部分的方程为y=x2A点纵坐标为yA=0.8m.一处于原长的轻弹簧穿在AB杆上,弹簧下端固定在B点.现将一质量m=0.2kg的物块(中间有孔)套在金属杆上,由O点以初速度v0=5m/s水平抛出,到达A点时速度VA=6m/s并继续沿杆下滑压缩弹簧到最低点C (图中未画出),然后物块又被弹簧反弹恰能到达A点.已知物块与金属杆间的动摩擦因数μ=g=10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8,空气阻力忽略不计.求:

1)抛出的物块沿金属杆抛物线OA部分滑动时克服摩擦力做的功:

2)上述过程中弹簧的最大弹性势能.

 

(1)0.5J;(2)16.2J. 【解析】(1)在抛物线OA部分滑动时只有重力、摩擦力做功,故由动能定理可得:克服摩擦力做的功为: ; (2)物体从A到C,和从C到A克服摩擦力做的功相等,又有整个过程只有摩擦力、重力、弹簧弹力做功,故由动能定理可得: 解得: ; 由抛物线部分的方程为,可知: , 那么,AB的倾斜角为: ; 所以,物体从A到C过程,摩擦力做功为: 重力做功为: ; 所以,对物体从A到C应用动能定理可得:弹簧的最大弹性势能 ;
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如图所示,地球可以看成一个桥面半径为地球半径的巨大的拱形桥.地面上有一辆汽车在行驶,已知汽车的速度越大,地面对它的支持力就越小.(已知地球的半径R=6400kmg=10m/s2

1)当汽车的速度为何值时,地面对车的支持力恰好为零.

2)当地面对车的支持力恰好为零时,质量为m的驾驶员与座椅之间的压力是多少?

 

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某人造地球卫星沿圆轨道运动,轨道半径是6.8×103km,周期是5.6×103s,已知:G=6.67×1011N•m2/kg2.请根据这些数据计算:

1)人造地球卫星绕地球运动的角速度(计算结果保留两位有效数字)

2)地球的质量(计算结果保留一位有效数字).

 

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某同学用圆锥摆粗略验证向心力的表达式Fn=mrω2,实验装罝如图所示.细线下悬挂一个钢球,上端固定在铁架台上,将画着几个同心圆的白纸置于水平桌面上,使钢球静止时正好位于圆心处,与白纸接触但无挤压.用手带动钢球,设法使它沿纸面上某个圆做圆周运动.测得钢球质量m=0.100kg,转动的圆周半径为3.30cm,细线悬点与白纸上圆心的距离d=1.10m,当地重力加速度g=9.8m/s2.(计箅结果保留三位有效数字)

1)图中细线与竖直方向的夹角θ比较小,可认为tanθ≈sinθ,其中sinθ=_____;依据受力分析,钢球做匀速圆周运动时所受的合外力F1=________N

2)用秒表测得圆锥摆运动30圈的总时间为t=62.5s,则该圆周运动周期T=______s,再利用向心力的表达式Fn=mrω2可以得到钢球运动的向心力F2 =_______N

3)在误差允许的范围内,可认为F1_______F2(填“=”),证明向心力的表达式是正确的.

 

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验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图1所示.

1)实验中的重物应选用图2中的__________;(填“①”“②”“③”

2)电磁打点计时器的电源选用___________;(填“220V交流电源学生交流电源4V﹣6V”

3)如图3,释放纸带前的瞬间,重锤和手的位罝合理的是____):

4)如图4,某同学用正确的方法获得了一条纸带,并以起点为记数点O,隔一段距离,取连续点为记数点ABCDEF,如图所示.已知重锤的质量为0.5kg,则电磁打点计时器打下E点时,重锤减少的重力势能△Ep=_____J(取重力加速度g=9.8m/s2,计算结果保留两位有效数字),由于受阻力的影响,重锤增加的动能与△EK减少的重力势能△EP的大小关系为△EK_______△EP(选填大于小于等于).

 

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如图所示,AB两点分别位于大、小轮的边缘上,C点位于大轮半径的中点,大轮的半径是小轮的2倍,它们之间靠摩擦传动,接触面上没有滑动.则AB两点的角速度之比ωAωB=______AC两点的角速度之比ωAωC=____

 

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