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如图甲所示,游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来。我们把这种...

如图甲所示,游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行,游客却不会掉下来。我们把这种情形抽象为图乙的模型:弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接,将质量为m的小球从弧形轨道上A点由静止释放,小球进入半径为R的圆轨道下端后沿圆轨道运动。已知小球运动到竖直圆轨道最高点时对轨道的压力等于小球的重力。不考虑摩擦阻力和空气阻力。重力加速度为g。求:

1)小球运动到竖直圆轨道最高点时的动能大小Ek

2A点离地面的高度h

 

(1)mgR (2)3R 【解析】 (1)小球运动到圆轨道最高点时,由牛顿第二定律得:N+mg=m 据题得:N=mg 可得:v= 小球运动到竖直圆轨道最高点时的动能大小 Ek=mv2=mgR (2)以最高点所在水平面为参考平面,小球从A到圆轨道最高点的过程,由机械能守恒定律得: mg(h﹣2R)=Ek 解得:h=3R  
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考点分析:
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如图所示,质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥。重力加速度为g。求:

1)汽车在桥顶时的角速度大小ω

2)汽车在桥顶时对路面的压力大小F

 

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如图1所示,为验证碰撞中动量守恒的实验装置,小球1和小球2的半径相同,质量分别为m1m2,且m1m2.实验时先让小球1从斜槽上某一固定位置S由静止开始滚下,进入水平轨道后,从轨道未端抛出,落到位于水平地面的复写纸上,在下面的白纸上留下痕迹,重复上连操作10次,得到10个落点痕迹,再把小球2放在水平轨道末端,让小球1仍从位置S由静止滚下,小球1和小球2碰撞后,分别在白纸上留下各自的落点痕迹重复操作10次。MPN为三个落点的平均位置,O点是水平轨道来端在记录纸上的竖直投影点,如图2所示。

1)关于本实验,下列说法正确的是_____

A.斜槽轨道必须光滑

B.如果小球每次从同一位置由静止释放,每次的落点一定是重合的

C.重复操作时发现小球的落点并不重合,说明实验操作中出现了错误

D.用半径尽量小的圆把10个落点圈起来,这个圆的圆心可视为小球落点的平均位置

2)本实验除了要测量OPOMON的值以外,还必须要测量的物理量有_____

A.小球1的质量m1和小球2的质量m2

B.小球1开始释放的高度h

C.抛出点距地面的高度H

D.小球平抛运动的飞行时间

3)若所测物理量满足表达式_____(用上问中所测的物理量表示)时,则说明两球的碰撞遵守动量守恒定律。

4)若改变小球1和小球2的材质(两球半径仍相同),两球碰撞时不仅得到(3)的结论即碰撞遵守动量守恒定律而且满足机械能守恒定律,则根据上述信息可以推断_____

A不可能超过2

B可能超过3

CMNOP大小关系不确定

DMNOP大小关系确定,且MNOP

 

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研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,若小球在平抛运动中的几个位置如图中的abcd所示。图中的横、纵线分别水平和竖直,小方格的边长为l0,重力加速度为g。则:

1)小球平抛的初速度大小v0_____

2)小明认为小球经过相邻位置的时间间隔相等。你认为小明的推断_____(选填正确错误)理由是_____

 

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如图所示,为用单摆测定当地重力加速度的实验装置。关于本实验下列说法正确的是( 

A. 摆线应选用细长且有弹性的摆线

B. 摆球应选用密度较大且直经较小的小球

C. 为减小误差,应从摆球摆至最高点时开始计时

D. 为减小误差,应从摆球经过平衡位置时开始计时

 

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如图所示,质量为m1的球1与质量为m2的球2放置在J2130向心力演示仪上。该演示仪可以巧妙地将向心力转化为竖直方向的效果进行显示,左边立柱可显示球1所受的向心力F1的大小,右边立柱可显示球2所受的向心力F2的大小。皮带与轮A、轮B有多种组合方式,图示为其中的一种组合,此时连接皮带的两轮半径RARB.图中两球距离立柱转轴中心的距离rArB,下列说法正确的是( 

A. m1m2,撬动手柄,则立柱上应显示F1F2

B. m1m2,仅将球1改放在N位置,撬动手柄,则立柱上应显示F1F2

C. m1m2仅调整皮带位置使RARB,则立柱上应显示F1F2

D. m1m2,既调整皮带位置使RARB,又将球1改放在N位置,则立柱上应显示F1F2

 

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