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如图(a)所示,在倾角的光滑固定斜面上有一劲度系数k=100N/m的轻质弹簧,弹...

如图(a)所示,在倾角的光滑固定斜面上有一劲度系数k100N/m的轻质弹簧,弹簧下端固定在垂直于斜面的挡板上,弹簧上端拴接一质量m2 kg的物体,初始时物体处于静止状态。取g10 m/s2

1)求此时弹簧的形变量x0

2)现对物体施加沿斜面向上的拉力F,拉力F的大小与物体位移x的关系如图(b)所示,设斜面足够长。

a.分析说明物体的运动性质并求出物体的速度v与位移x的关系式;

b.若物体位移为0.1m时撤去拉力F,在图(c)中做出此后物体上滑过程中弹簧弹力f的大小随形变量的函数图像;并且求出此后物体沿斜面上滑的最大距离xm以及此后运动的最大速度vm

 

(1)x0=0.1 m;(2)0.99m/s 【解析】试题分析:(1)初始状态时物体处于平衡状态,则有:kx0=mgsinθ 代入数据解得x0=0.1m; (2)a.设物体运动微小位移x的过程中加速度为a,根据牛顿第二定律有: F+k(x0-x)-mgsinθ=ma 根据F-x图象可知,F=4.8+100x 联立解得:a=2.4m/s2; 弹簧发生拉伸形变时,上述结论仍成.可见,物体做加速度a=2.4m/s2的加速直线运动. 根据运动学公式可和物体的速度大小v随x变化的表达式为:v2=2ax 代入数据解得:v2=4.8x b.物体位移x=0.1m后撤去拉力,此后物体上滑过程中弹力f随形变量x′的图象如下图所示; 物体上滑过程中克服弹力所做的功对应右上图中的面积,即Wf=kxm2 撤去拉力后,在上滑过程中根据动能定理有:-mgxmsinθ-Wf=0-mv2 联立以上可得,xm=0.04m; 物体再次回到初始位置时速度最大,对于全过程只有拉力F对物体做功 拉力F对图象做的功为F-x图象下的面积,则有: ; 根据动能定理可得:WF=mvm2 联立解得:vm=0.7m/s=0.99m/s;
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考点分析:
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质量为m的卫星发射前静止在地球赤道表面。假设地球可视为质量均匀分布的球体,半径为R

1)已知地球质量为M,自转周期为T,引力常量为G。求此时卫星对地表的压力N的大小;

2)卫星发射前随地球一起自转的速度大小为v0,卫星发射后先在近地轨道上运行(轨道离地面的高度可以忽略不计),运行的速度大小为v1,之后经过变轨成为地球的同步卫星,此时离地面高度为H,运行的速度大小为v2

a.求比值v1/ v2

b.求比值v0/ v2

 

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如图所示,AB两物块的质量分别为mA=2kgmB=1kg,静止叠放在水平地面上.AB间的动摩擦因数为0.2B与地面间的动摩擦因数为0.1最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g10 m/s2.现对A施加一水平拉力F

1F5N时,求AB的加速度

2)当F10N时,求AB的加速度

3)当F为多少时,A相对B滑动

 

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所示,水平地面上有一质量m=20kg的物块,物块与水平地面间的动摩擦因数μ=020,在与水平方向成θ=37°角斜向下的推力F作用下由静止开始向右做匀加速直线运动。已知F=10N,sin37º=060,cos37º=080,重力加速度g取10m/s2,不计空气阻力。求:

1物块运动过程中所受滑动摩擦力的大小;

2物块运动过程中加速度的大小;

3物块开始运动50s所通过的位移大小。

 

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用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6 V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律,已知重力加速度为g.

(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器件;

B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;

C.用天平测量出重锤的质量;

D.先释放悬挂纸带的夹子,然后接通电源开关打出一条纸带;

E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能.

其中没有必要或操作不恰当的步骤是________(填写选项对应的字母).

(2)如图所示是实验中得到一条纸带,将起始点记为O,并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点,分别记为ABCDEF,量出各点与O点的距离分别为h1h2h3h4h5h6,使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,则在打E点时重锤的动能为________,在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为________

(3)在本实验中发现,重锤减少的重力势能总是______(填大于小于)重锤增加的动能,主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,为了测定阻力大小,可算出(2)问中纸带各点对应的速度,分别记为v1v6, 并作vn2hn图象,如图所示,直线斜率为k,则可测出阻力大小为________

 

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如图甲所示,两个皮带轮顺时针转动,带动水平传送带以恒定的速率v运行。现使一个质量为m的物体(可视为质点)沿与水平传送带等高的光滑水平面以初速度v0v0<v)从传送带左端滑上传送带。若从物体滑上传送带开始计时,t0时刻物体的速度达到v2t0时刻物体到达传送带最右端。物体在传送带上运动的v-t图象(以地面为参考系)如图乙所示,不计空气阻力,则

A. 0~t0时间内,物体受到滑动摩擦力的作用,t0~2t0时间内物体受到静摩擦力的作用

B. 0~t0时间内,物体所受摩擦力对物体做功的功率越来越大

C. 若增大物体的初速度v0v0仍小于v,则物体在传送带上运动的时间一定小于2t0

D. 若增大物体的初速度v0v0仍小于v,则物体被传送的整个过程中传送带对物体所做的功也一定增加

 

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