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如图是某自动加热装置的设计图,将被加热物体在地面小平台上以一定的初速经过位于竖直面内的两个四分之一圆弧衔接而成的轨道,从最高点P飞出进入加热锅内,利用来回运动使其均匀受热.我们用质量为m的小滑块代替被加热物体,借这套装置来研究一些物理问题.设大小两个四分之一圆弧的半径分别为2RR,小平台和圆弧均光滑.将过锅底的纵截面看作是两个斜面AB、CD和一段光滑圆弧BC组成,滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25,且不随温度变化.两斜面倾角均为θ=37°,AB=CD=2R,A、D等高,D端固定一小挡板,锅底位于圆弧形轨道所在的竖直平面内,碰撞不损失机械能.滑块始终在同一个竖直平面内运动,重力加速度为g.

(1)如果滑块恰好能经P点飞出,为了使滑块恰好沿AB斜面进入锅内,应调节锅底支架高度使斜面的A、D点离地高为多少;

(2)接(1)问,求滑块在锅内斜面上通过的总路程;

(3)对滑块的不同初速度,求其通过最高点P和小圆弧最低点Q时受压力之差的最小值.

 

(1);(2)R;(3)9mg. 【解析】试题分析:(1)在P点,解得. 到达A点时速度方向要沿着AB, 所以AD离地高度为. (2)进入A点滑块的速度为, 假设经过一个来回能够回到A点,设回来时动能为Ek,, 所以滑块不会滑到A而飞出. 根据动能定理得, 代入数据解得,1.2mgR﹣0.2mgs= 解得滑块在锅内斜面上走过得总路程. (3)设初速度、最高点速度分别为v1、v2, 由牛二定律,在Q点,,解得 在P点,.解得 所以. 由机械能守恒得, 得为定值. 代入v2的最小值,得压力差的最小值为9mg.
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考点分析:
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如图所示,质量为M的密闭铁箱内装有质量为m的货物.以某一初速度向上竖直抛出,上升的最大高度为H,下落过程的加速度大小为a,重力加速度为g,铁箱运动过程受到的空气阻力大小不变.求:

(1)铁箱下落过程经历的时间;

(2)铁箱和货物在落地前的运动过程中所受空气阻力的大小;

(3)上升过程货物受到铁箱的作用力的大小和方向.

 

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利用如图1所示的实验装置探究恒力做功与物体动能变化的关系.小车的质量为M=200.0g,钩码的质量为m=10.0g,打点计时器的电源为50Hz的交流电.

(1)挂钩码前,为了消除摩擦力的影响,应调节木板右侧的高度,直至向左轻推小车观察到_____

(2)挂上钩码,按实验要求打出的一条纸带如图2所示.选择某一点为O,一次每隔4个计时点取一个计数点.用刻度尺量出相邻计数点间的距离x,记录在纸带上.计算打出各计数点时小车的速度v,其中打出计数点“1”时小车的速度v1=_____m/s.

(3)将钩码的重力视位小车受到的拉力,取g=9.80m/s2,利用W=mgx算出拉力对小车做的功W.利用Ek=Mv2算出小车动能,并求出动能的变化量Ek.计算结果见下表.

W/×103J

2.45

2.92

3.35

3.81

4.26

Ek/×103J

2.31

2.73

3.12

3.61

4.00

 

请根据表中的数据,在答题卡的方格纸上作出Ek﹣W图象.

(4)实验结果表明,Ek总是略小于W.某同学猜想是由于小车所受拉力小于钩码重力造成的.用题中小车和钩码质量的数据可算出小车受到的实际拉力F=_____

 

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如图所示的曲线是一同学做研究平抛物体的运动实验时画出的小球做平抛运动的部分轨迹,他在运动轨迹上任取水平位移相等的A、B、C三点,测得s=0.2m,又测得竖直高度分别为h1=0.1m,h2=0.2m,根据以上数据,可求出小球抛出时的初速度为_____m/s.

 

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1在验证机械能守恒定律时,如果以为纵轴,以h为横轴,根据实验数据绘出图线的斜率等于     的数值.

2)在验证机械能守恒定律的实验中,有如下器材:

A.打点计时器;

B.低压交流电源(附导线)

C.天平(附砝码)

D.铁架台(附夹子)

 

E.重锤(附夹子)

F.纸带

G.秒表

H.复写纸

其中不必要的有     ;还缺少的是    

 

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如图,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M,N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0,若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从PM,QN的运动过程中(  )

A. PM所用的时间等于

B. QN阶段,机械能逐渐变大

C. PQ阶段,速率逐渐变小

D. MN阶段,万有引力对它先做负功后做正功

 

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