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如图所示,一半径为R=0.2m的竖直圆弧轨道(其中BC段光滑,CD段粗糙)与水平...

如图所示,一半径为R=0.2m的竖直圆弧轨道(其中BC段光滑,CD段粗糙)与水平地面相接于B点,C、D两点分别位于轨道的最低点和最高点.距地面高度为h=0.45m的水平台面上有一质量为m=1kg可看作质点的物块,物块在水平向右的恒力F=4N的作用下,由静止开始运动,经过t=2s时间到达平台边缘上的A点,此时撤去恒力F,物块在空中运动至B点时,恰好沿圆弧轨道切线方向滑入轨道,物块运动到圆弧轨道最高点D时对轨道恰好无作用力.物块与平台间的动摩擦因数μ=0.2,空气阻力不计,取 g=10m/s2.求

(1)物块到达A点时的速度大小vA

(2)物块到达B点时的速度大小vB

(3)物块通过圆弧C点时对轨道的压力大小

(4)物块从C点运动到D点过程中克服摩擦力所做的功.

 

(1)4m/s;(2)5m/s;(3)12.9N ;(4)7.9J 【解析】(1)物体在平台上运动时,由牛顿第二定律得: 由 代入数据解得:; (2)从A点到B点,由动能定理得: 代入数据解得: (3)设OB与OC的夹角为θ,则: 从B点到C点,由动能定理得: 在C点: 解得: 根据牛顿第三定律可知,物块通过圆弧C点时对轨道的压力大小 (4)轨道最高点D时,重力提供向心力: 从C点到D点,由动能定理得: 解得:  
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考点分析:
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粗糙的水平地面上一物体在水平拉力作用下做直线运动,水平拉力F及运动速度v随时间变化的图象如图甲和图乙所示。取重力加速度g=10 m/s2。求:

(1)前2 s内物体运动的加速度和位移;

(2)物体的质量m和物体与地面间的动摩擦因数μ

(3)拉力在前2s内的平均功率和1s末的瞬时功率。

 

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验证机械能守恒定律的实验装置如图所示采用重物自由下落的方法:

(1)已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz,当地的重力加速度g=9.80 m/s2,所用重物的质量为200 g。实验中选取一条符合实验要求的纸带如图所示,O为纸带下落的起始点,ABC为纸带上选取的三个连续点。计算B点瞬时速度时,甲同学用vB2=2gxOB,乙同学用vB,其中所选方法正确的是______ (选填“甲”或“乙”)同学;根据以上数据,可知重物由O运动到B点时动能的增加量等于______J,重力势能减少量等于______J(计算结果均保留3位有效数字)。

(2)实验中,发现重物减少的势能总是大于重物增加的动能,造成这种现象的主要原因是_____________________.

 

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某同学用如图甲所示装置做“探究合力做的功与动能改变关系”的实验,他们将光电门固定在水平轨道上的B点,如图所示.并用重物通过细线拉小车,然后保持小车和重物的质量不变,通过改变小车释放点到光电门的距离(s)进行多次实验,实验时要求每次小车都从静止释放.

(1)用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示,d=______cm.

(2)如果遮光条通过光电门的时间为t,小车到光电门的距离为s.该同学通过描点作出线性图象来反映合力做的功与动能改变关系,则他作的图象关系是下列哪一个时才能符合实验要求______

A.s-t;     B.s-t2;      C.s-t-1;     D.s-t-2

(3)下列哪些实验操作能够减小实验误差______

A.调整轨道的倾角,在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动

B.必须满足重物的质量远小于小车的质量

C.必须保证小车从静止状态开始释放.

 

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已知,某卫星在赤道上空轨道半径为r1的圆形轨道上绕地运行的周期为T,卫星运动方向与地球自转方向相同,赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方.假设某时刻,该卫星如图在A点变轨进入椭圆轨道,近地点B到地心距离为r2.设卫星由A到B运动的时间为t,地球自转周期为T0,不计空气阻力.则(    )

 

A.

B.

C. 卫星在图中椭圆轨道由A到B时,机械能增大

D. 卫星由图中圆轨道进入椭圆轨道过程中,机械能不变

 

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如图,一固定斜面倾角为30°,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动,加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的(    )

A. 动能损失了mgH

B. 动能损失了2mgH

C. 机械能损失了mgH

D. 机械能损失了mgH

 

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