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如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道,外圆ABCD的光滑,内圆A...

如图所示,在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆形轨道,外圆ABCD的光滑,内圆ABCD的上半部分BCD粗糙,下半部分BAD光滑。一质量m=0.1kg的小球从轨道的最低点A,以初速度v0向右运动,球的尺寸略小于两圆间距,球运动的半径R=0.2m,取g=10m/s2

1)若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动,初速度v0至少为多少?

2)若v0=3m/s,经过一段时间小球到达最高点,内轨道对小球的支持力N=1N,则在这段时间内摩擦力对小球做的功是多少?

3)若v0=3m/s,经过足够长的时间后,小球经过最低点A时受到的支持力为多少?小球在整个运动过程中减少的机械能是多少?

 

(1)(2) (3), 【解析】 (1)设此情形下小球到达最高点的最小速度为vC,则有 代入数据解得: (2)设此时小球到达最高点的速度为,克服摩擦力做的功为W,则 代入数据解得: (3)经足够长时间后,小球在下半圆轨道内做往复运动,设小球经过最低点的速度为vA,受到的支持力为NA,则有: 代入数据解得;设小球在整个运动过程中减少的机械能为,由功能关系有: 代入数据解得:. 答:(1)若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动,初速度v0至少为. (2)若v0=3m/s,经过一段时间小球到达最高点,内轨道对小球的支持力N=1N,则在这段时间内摩擦力对小球做的功是. (3)若v0=3m/s,经过足够长的时间后,小球经过最低点A时受到的支持力为;小球在整个运动过程中减少的机械能是.  
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考点分析:
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如图,光滑绝缘水平面上静置两个质量均为m、相距为x0的小球ABA球所带电荷量为+qB球不带电。现在A球右侧区域加上水平向右的匀强电场,电场强度为E,小球A在电场力作用下由静止开始运动,然后与B球发生弹性正碰,AB碰撞过程中没有电荷转移,且碰撞过程时间极短,求:

1A球与B球发生第一次碰撞后B球的速度;

2)从A球开始运动到两球在电场中发生第二次碰撞前电场力对A球所做的功;

 

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如图所示,在长为2L、宽为L的区域内正好一半空间有方向平行于短边向上的匀强电场,电场强度为E,无电场区域位于区域右侧另一半内,现有一个质量为m,电量大小为q的粒子,以平行于长边的速度从区域的左上角A点射入该区域,不考虑粒子重力,要使这个粒子能从区域的右下角的B点射出,

1)试判断粒子的电性,并求粒子的初速度大小v0

2)求电子射出电场时的速度大小和方向

 

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如图所示的升降机中,用OAOB两根绳子吊一个质量为20kg的重物,若OA与竖直方向的夹角θ37°OA垂直于OB,取g=10m/s2,试求:

1)若升降机保持静止,求OAOB绳上的拉力大小

2)若两绳所能承受的最大拉力均为320N,为使绳子不断,升降机竖直向上的加速度最大为多少?

 

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某实验小组做探究动能定理实验,装置如图甲所示。探究对象是铝块(质量小于砂桶和砂的总质量),保持其质量m不变,通过在砂桶中加砂来改变对铝块的拉力,由力传感器可测得拉力的大小F。已知当地重力加速度为g,电源频率为f

1)若把力传感器装在右侧轻绳上则实验的误差会更________(填)。

2)实验时,让砂桶从高处由静止开始下落,在纸带打出一系列的点,如图乙所示,其中0是打下的第一个点,取纸带上0~5过程进行研究,铝块动能的增加量ΔEk=_______,合外力做的功W=______(用题目和纸带中已知物理量符号表示)。

3)为了更普遍地反应铝块运动过程中功与动能增加量的关系,某同学选取0点到不同计数点过程,作出ΔEkW图象如图丙所示,他根据图像斜率的值约为_________,才得到结论:外力做的功等于动能的增加量。

 

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某同学用图示装置研究碰撞中的动量守恒,实验中使用半径相等的两小球,实验步骤如下:

①用天平测得两小球的质量分别为,且

②如图所示安装器材,在竖直木板上记下O点(与装置C点的小球的球心等高),调节斜槽使其末端的切线水平

C处先不放小球,将球从斜槽上的适当高度由静止释放,球抛出后撞在木板上的平均落点为P

④再将球置于C处,让球从斜槽上的同一位置由静止释放,两球碰后落在木板上的平均落点为MN

⑤.用刻度尺测出三个平均落点到O点的距离分别为

回答下列问题:

1)若C点到木板的水平距离为,小球的平均落点到O点的距离为,重力加速度为,则小球做平抛运动的初速度_______

2)若两小球的碰撞为弹性碰撞,则下列关系式正确的是_______

A        B

C     D

 

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