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如图所示,光滑水平地面上停放着一辆质量为M的小车,小车的左侧靠在竖直墙壁上,半径...

如图所示,光滑水平地面上停放着一辆质量为M的小车,小车的左侧靠在竖直墙壁上,半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB的最低点B与水平轨道BD平滑相接,小车的右端固定有一个轻质弹簧,弹簧左端自然伸长至C点,水平轨道BC段粗糙,CD段光滑.现有一可视为质点的物块从A点正上方h=R处无初速度下落,物块质量为m,恰好落入小车沿圆轨道滑动,然后沿水平轨道滑行,与弹簧相接触并压缩弹簧,最后又返回到B点相对于车静止.已知M=3m,物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ,不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失.求

(1)物块下落后由A滑至B处时,对轨道的压力大小;

(2)压缩弹簧过程中,弹簧所具有的最大弹性势能.

 

(1)5mg (2) 【解析】 (1)物块从静止释放至B的过程中小车不动,对物体由机械能守恒定律有: mg(h+R)=…① 解得:vB=2…② 在B处时,由牛顿第二定律有:N-mg=m…③ 解得:N=5mg…④ (2)物块滑上水平轨道至B与小车相对静止的过程中,对系统由动量守恒和能量守恒有: mvB=(m+M)v共…⑤ …⑥ 解得:L=        ⑦ 物块滑上水平轨道至将弹簧压缩至最短的过程中,对系统由动量守恒和能量守恒有: mvB=(m+M)v′共…⑧ …⑨ 解得:Epm= 答:(1)物块下落后由A滑至B处时,对轨道的压力大小为5mg; (2)压缩弹簧过程中,弹簧所具有的最大弹性势能为.
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考点分析:
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如图所示,倾角为的直角斜面体固定在水平地面上,其顶端固定有一轻质定滑轮,轻质弹簧和轻质细绳相连,一端接质量为m2的物块B,物块B放在地面上且使滑轮和物块间的细绳竖直,一端连接质量为m1的物块A,物块A放在光滑斜面上的P点保持静止,弹簧和斜面平行,此时弹簧具有的弹性势能为EP。不计定滑轮,细绳,弹簧的质量,不计斜面,滑轮的摩擦,已知弹簧的劲度系数为kP点到斜面底端的距离为L。现将物块A缓慢斜向上移动,直到弹簧刚恢复原长时由静止释放物块A,当物块B刚要离开地面时,物块A的速度即变为零,求:

(1)当物块B刚要离开地面时,物块A的加速度;

(2)在以后的运动过程中物块A的最大速度。

 

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我国月球探测计划嫦娥工程已经启动,科学家对月球的探索会越来越深入。

1)若已知地球半径为,地球表面的重力加速度为,月球绕地球运动的周期为,月球绕地球的运动近似看作匀速圆周运动,试求出月球绕地球运动的轨道半径。

2)若宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面高度为的某处以速度水平抛出一个小球,小球飞出的水平距离为。已知月球半径为,引力常量为,试求出月球的质量

 

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如图所示,在水平路段AB上有一质量为2kg的玩具汽车,正以10m/s的速度向右匀速运动,玩具汽车前方的水平路段ABBC所受阻力不同,玩具汽车通过整个ABC路段的v-t图象如图所示(在t=15s处水平虚线与曲线相切),运动过程中玩具汽车电机的输出功率保持20W不变,假设玩具汽车在两个路段上受到的阻力分别有恒定的大小.(解题时将玩具汽车看成质点)

(1)求汽车在AB路段上运动时所受的阻力f1;

(2)求汽车刚好开过B点时的加速度a

(3)BC路段的长度.

 

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如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,它是早期英国数学家和物理学家阿特伍创制的一种著名的力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示已知重力加速度为g.

实验时,该同学进行了如下操作

①将质量均为M的重物AB(A含挡光片及挂钩、B含挂钩)用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态.测量出挡光片中心到光电门中心的竖直距离h

②在B的下端挂上质量也为M的物块C,让系统(重物AB以及物块C中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为△t

③测出挡光片的宽度d,计算有关物理量,验证机械能守恒定律。

(1)如果系统(重物AB以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为___________.(ghd和表示)

(2)引起该实验系统误差的主要原因有___________.(写一条即可)

 

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在追寻科学家研究足迹的过程中,某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系,采用了如图甲所示的实验装置。

1)实验时,该同学用钩码的重力表示小车受到的合力,为了减小这种做法带来的实验误差,你认为应该采取的措施是____。(多选,填选项前的字母)

A.接通电源的同时释放小车

B.保证细线与长木板平行

C.把长木板不带滑轮的一端适当垫高以平衡摩擦力

D.保证钩码的质量远小于小车的质量

2)如图乙所示是实验中得到的一条纸带,其中ABCDEF是连续的六个计数点,相邻计数点间的时间间隔为T = 0.10 s,图中S1 = 4.00 cmS2 = 10.00 cmS = 10.50 cm。测出小车的质量为M = 0.45 kg,钩码的总质量为m = 0.05 kg。从打B点到打E点的过程中,合力对小车做的功是__________,小车动能的增量是____________________。(g=9.8m/s2,结果保留2位有效数字)

 

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