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如图是货场装卸货物的示意图,图中吊车向左运动的速率 v恒定,使悬吊着的货物也以同...

如图是货场装卸货物的示意图,图中吊车向左运动的速率 v恒定,使悬吊着的货物也以同一速率 v做水平方向上的匀速运动。当货物距货车 x时,吊车上的卷扬机突然启动,使货物在水平方向上仍以 v匀速运动的同时,又沿竖直方向向上做加速度为 a的匀加速运动.

(1)若货物的总质量为 M,求卷扬机启动前、后吊绳上的拉力各是多大?

(2)以卷扬机启动瞬间物体所在位置为坐标原点 O,水平向左为+x方向,竖直向上为+y方向,请在如图坐标系中画出货物运动的大致轨迹.

(3)为使货物到达货车时至少提升 h高度,则v最大值为多少?

 

(1), (2) 【解析】 (1)卷扬机启动前货物无竖直方向加速度,由平衡条件得: ,卷扬机启动后货物有竖直向上的加速度,由牛顿第二定律得:,解得: (2)货物在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动,故货物的实际运动是匀变速曲线运动,其运动轨迹为抛物线与平抛运动轨迹类似,如图所示: (3)货物在水平方向匀速运动,有,货物在竖直方向匀加速运动,有,由以上两式解得:,即货物的水平速度v不要超过这一所求值.  
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如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r20 cm处放置一小物块,其质量为m2 kg,物块与圆盘间的动摩擦因数μ0.5.当圆盘转动的角速度ω2 rad/s时,物块随圆盘一起转动,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g10 m/s2.求:

(1) 物块的线速度大小;

(2) 物块的向心加速度大小;

(3) 欲使物块与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的角速度不能超过多大?

 

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一质量为m=1kg的物体从高h=1.5m,长L=3m的光滑斜面的顶端,由静止开始沿斜面滑下,设物体下滑过程中机械能总量不变。取,求:

1)物体滑到斜面底端的速度v的大小;(结果可用根式表示)

2)全程重力做功WG

3)求物体具有的机械能E。(以地面作为零势能参考面)

 

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某学习小组用图示的实验装置验证“机械能守恒定律”。他们在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块(带遮光条)用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与钩码相连,每次滑块都从A处由静止释放。

    

(1)下列实验要求中不必要的一项是__________(请填写选项前对应的字母)。

A.应将气垫导轨调至水平

B.应使细线与气垫导轨平行

C.应使A位置与光电门B间的距离适当大些

D.应使钩码质量远小于滑块和遮光条的总质量

2)用螺旋测微器测量遮光条宽度d,测量结果如图所示,则d________ mm.

(3)实验时,已知滑块(带遮光条)的质量M,钩码质量mAB间的距离L,遮光条的宽度为d和遮光条通过光电门的时间为t,重力加速度为g,则满足的关系式_________(用MmgLdt表示)即可验证从AB过程系统机械能守恒。

 

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用如图所示的实验装置来探究小球作圆周运动所需向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系,转动手柄使长槽和短槽分别随变速轮塔匀速转动,槽内的球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对球的压力提供了向心力,球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上的红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值。某次实验图片如下,请回答相关问题:

1)在研究向心力的大小F与质量m、角速度ω和半径r之间的关系时我们主要用到了物理学中______的方法;

A.理想实验法        B.等效替代法        C.控制变量法        D.演绎法

2)图中是在研究向心力的大小F______的关系。

A.质量m            B.角速度ωD.半径r

3)若图中标尺上红白相间的等分格显示出两个小球所受向心力的比值为19,运用圆周运动知识可以判断与皮带连接的变速轮塔对应的半径之比为______

A.19        B.31        C.13        D.11

 

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如图所示,质量均为ma、b两球固定在轻杆的两端,杆可绕水平轴O在竖直面内无摩擦转动,已知两物体距轴O的距离L1>L2现在由水平位置静止释放,在a下降过程中(

A. a、b两球角速度相等

B. a、b两球向心加速度相等

C. 杆对a、b两球都不做功

D. a、b两球机械能之和保持不变

 

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