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如图所示,在粗糙水平面上竖直固定半径为R=10 cm的光滑圆轨道,质量为m=4 ...

如图所示,在粗糙水平面上竖直固定半径为R=10 cm的光滑圆轨道,质量为m=4 kg的物块静止放在粗糙水平面上的A处,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,AB的间距L=0.76 m,现对物块施加大小为F=25N,方向与水平方向成370角的恒定拉力,使其沿粗糙水平面做直线运动,到达B处将拉力F撤去,物块沿竖直光滑圆轨道运动,重力加速度g取10 m/s2 ,物块可视为质点.求:

(1)物块到达与圆心等高处C处时的动能;

(2)试判断物块是否可以通过圆轨道最高点;若不能,物块离开圆轨道时距B点的高度是多少?(提示:在圆周运动过程中的任一点,质点所受的向心力与其速度的关系为

 

(1)3.6J;(2)16cm; 【解析】【解析】 (1)从A点到B点的过程中 解得: (2)若物块恰好通过最高点,则在最高点有 从B点到最高点的过程中: 解得: 所以不能到达最高点 设离开圆轨道的点C和圆心连线与水平方向夹角为,则从B点到C点的过程中,根据机械能守恒: 在C点: C距B点的高度 解得:H=16cm 综上所述本题答案是:(1)3.6J;(2)16cm  
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考点分析:
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从地面上以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的球,若运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比关系,球运动的速率随时间变化规律如图所示,t1时刻到达最高点,再落回地面,落地时速率为v1,且落地前球已经做匀速运动.求:

(1)球从抛出到落地过程中克服空气阻力所做的功;

(2)球抛出瞬间的加速度大小.

 

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小明通过研究发现,劲度系数为k,压缩量为x的弹簧在恢复到原长的过程中对外做的功可以表示为,于是设计了如图的装置探究功与速度变化的关系。

将弹簧放置在外带刻度的水平气垫导轨上,左端固定,自然状态时右端在O点;在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连。将带有遮光片的滑块(可视为质点)压缩弹簧到某位置A由静止释放,计时器显示遮光片从B到C所用的时间t,在刻度尺上读出A、O之间的距离x. 改变A点的位置,重复上述操作,可以记录多组数据。不考虑各种阻力,完成下列填空。

(1)若要计算滑块离开弹簧时的速度v,还必需测量的物理量有__________(填名称与符号),计算速度的表达式为v=__________(符号表示)。

(2)小明在实验中记录的数据如下表所示:

分析可知,弹簧弹力做的功W与滑块获得的速度v之间的关系是__________

A.W与v成正比           B.W与v2成正比

C.W2与v成正比           D.W2与v-1成正比

(3)关于此实验,下列说法正确的是__________

A.适当增大两光电门间的距离会增大实验误差

B.适当增大两光电门间的距离可以减小实验误差

C.用此装置探究弹簧弹力做功与滑块动能变化的关系必须测出滑块的质量

D.用此装置探究弹簧弹力做功与滑块动能变化的关系不需测量滑块的质量

 

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某物理兴趣小组在一次探究实验活动中,要测量滑块与木板之间的动摩擦因数.实验装置如图所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,右端装有定滑轮;木板上有一滑块,其左端与穿过电磁打点计时器的纸带相连,右端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源频率为50 Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速直线运动,在纸带上打出一系列点.

(1)上图给出的是实验中获取纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6是计数点,每相邻两计数点间还有4个点未画出,用刻度尺测量出计数点间的距离如图所示.根据图中数据可以计算出:点“5”的瞬时速度=________m/s;加速度=_________m/s2(保留三位有效数字).

(2)为了测量滑块与木板之间的动摩擦因数,该小组用天平测出了滑块的质量,托盘和砝码的总质量.因条件所限, 无法远大于,则滑块与木板间的动摩擦因数___________ (用ga等字母表示).

 

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如图所示,水平转台上有一个质量为m的物块,用长为L的细绳将物块连接在转轴上,细线与竖直转轴的夹角为θ角,此时绳中张力为零,物块与转台间动摩擦因数为μμtanθ),最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物块随转台由静止开始逐渐加速转动,则:(   )

A. 物块离开转台之前所受摩擦力始终指向转轴

B. 当转台角速度时,物块将离开转台

C. 当转台对物块做的功为时,物块对转台的压力恰好为零

D. 当转台的角速度时,随着角速度的增加,细线将会对物块做正功

 

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如图所示,水平光滑长杆上套有小物块A,细线跨过位于O点的轻质光滑定滑轮,一端连接A,另一端悬挂小物块B,物块A、B质量相等。C为O点正下方杆上的点,滑轮到杆的距离OC=h. 开始时A位于P点,PO与水平方向的夹角为30°。现将A、B静止释放。则下列说法正确的是(     )

A. 物块A经过C点时的速度大小为

B. 物块A由P点出发第一次到达C点过程中,速度先增大后减小

C. 物块A在杆上长为h的范围内做往复运动

D. 在物块A由P点出发第一次到达C点过程中,物块B克服细线拉力做的功小于B重力势能的减少量

 

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