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如图所示,在竖直平面内的光滑固定轨道由四分之一圆弧AB和二分之一圆弧BC组成,两...

如图所示,在竖直平面内的光滑固定轨道由四分之一圆弧AB和二分之一圆弧BC组成,两者在最低点B平滑连接.过BC圆弧的圆心O有厚度不计的水平挡板和竖直挡板各一块,挡板与圆弧轨道之间有宽度很小的缝隙.AB弧的半径为2RBC弧的半径为R.一直径略小于缝宽的小球在A点正上方与A相距处由静止开始自由下落,经A点沿圆弧轨道运动.不考虑小球撞到挡板以后的反弹.

(1)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点.

(2)若小球能到达C点,求小球在BC两点的动能之比;若小球不能到达C点,请求出小球至少从距A点多高处由静止开始自由下落才能够到达C点.

(3)使小球从A点正上方不同高度处自由落下进入轨道,小球在水平挡板上的落点到O点的距离x会随小球开始下落时离A点的高度h而变化,请在图中画出x2­h图象.(写出计算过程)

 

(1) (2) 4∶1 (3) 过程见解析 【解析】 (1)若小球能沿轨道运动到C点,小球在C点所受轨道的正压力N应满足N≥0 设小球的质量为m,在C点的速度大小为vC,由牛顿运动定律和向心加速度公式有 N+mg= 小球由开始下落至运动到C点过程中,机械能守恒,有 由两式可知 N=mg 小球可以沿轨道运动到C点. (2)小球在C点的动能为EkC,由机械能守恒得 EkC= 设小球在B点的动能为EkB,同理有 EkB= 得 EkB∶EkC=4∶1. (3)小球自由落下,经ABC圆弧轨道到达C点后做平抛运动。由动能定理得: 由平抛运动的规律得: x=vCt 解得: 因为,且  所以 x2­h图象如图所示:  
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如图所示,虚线MN上方有平行于纸面的匀强电场,电场强度的大小为E,方向与MN45°虚线MN下方有垂直于纸面向里的匀强磁场,磁场的磁感应强度大小为B.在电场中的P点由静止释放一质量为m、电荷量为q的带正电粒子A,粒子经电场加速后,从MN上的Q点进入磁场,从MN上的R点返回电场,经电场偏转后恰好又回到Q点,不计粒子的重力.

(1)PQ间的距离

(2)求粒子A先后两次经过Q点的时间间隔:

(3)若当粒子AR点进入电场时,在QR中点的正上方电场中某处由静止释放一个与粒子A完全相同的粒子B,结果两个粒子在运动过程中相碰,则粒子B释放位置离MN的距离是多少?两粒子在何处相碰?

 

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如图所示,水平轨道OBC与一半径为R=0.5m的竖直光滑半圆形轨道CD相切于C点,其中AB5部分粗糙,其他部分光滑.质量分别为lkg2kg且外形相同的甲、乙两物块放在水平轨道上物块甲被一处于压缩状态的轻弹黄水平锁定于A点左侧某处图中未画出,其与轨道间的动摩擦因数为=0.2,AB间的距离LAB=7.75m.现释放物块甲,使其从A点弹出,并与物块乙相撞.已知两物块撞后粘在一起向右运动,两物块恰好能运动到半圆轨道的最高点D,重力加速度gl0m/s2,求:

(1)弹簧对物块甲的冲量

(2)从物块甲被弹出至滑到D点的过程中,甲乙整体损失的机械能E.

 

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图a为自动感应门,门框上沿中央安装有传感器,当人或物体与传感器的水平距离小于或等于某个设定值(可称为水平感应距离)时,中间两扇门分别向左右平移,当人或物体与传

感器的距离大于设定值时,门将自动关闭。图b为感应门的俯视图,A为传感器位置,虚线圆是传感器的感应范围,已知每扇门的宽度为d,最大移动速度为,若门开启时先匀加速运动而后立即以大小相等的加速度匀减速运动,每扇门完全开启时的速度刚好为零,移动的最大距离为d,不计门及门框的厚度。

(1)求门开启时做加速和减速运动的加速度大小;

(2)若人以的速度沿图中虚线S走向感应门,要求人到达门框时左右门同时各自移动的距离,那么设定的传感器水平感应距离应为多少?

(3)若以(2)的感应距离设计感应门,欲搬运宽为的物体(厚度不计),并使物体中间沿虚线s垂直地匀速通过该门(如图c),物体的移动速度不能超过多少?

 

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某同学想用以下实验器材测量细长而均匀的金属丝的电阻率,实验室提供的器材如下:

A螺旋测微器

B刻度尺

C电压表V1量程为15V内阻r1约为15kΩ

D电压表V2量程为5V内阻r2约为500Ω

E电压表V3量程为3V内阻r360Ω

F滑动变阻器R010Ω额定电流2A

G直流电源E电动势12V内阻不计)

H待测金属丝Rx阻值约为100Ω

I开关一只,导线若干

1某次用螺旋测微器测得金属丝的直径如图1所示,金属丝的直径为_____cm

2多次测量得到金属丝的外径平均值为d并用刻度尺测得金属丝的长度平均值为L

3控制电路应选择___限流式分流式),所给的电压表中应选择___________均选填“V1“V2“V3).

4在图2方框中画出最佳的实验电路图并标明所选实验器材________

5实验还要测量的物理量有:_______________。(用文字和符号表示)

 

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某同学用如图所示装置测物块与长木板间的动摩擦因数图中长木板固定在水平桌面上,光滑的四分之圆孤轨道也固定在水平面上,并与长木板的上表面在O点相切,一光滑竖直标尺紧贴圆弧轨道左侧放置圆弧曲面与标尺竖直面相切.

(1)将物块由A点静止释放,物块经圆弧轨道滑上长木板,最后停在点,改变物块释放的位置,将物块由B点静止释放,物块最后停在长木板上的b点,读出A、B间的距离h,测出、b间的距离L,重力加速度为g,则物块与长木板间的动摩擦因数______

(2)为了减小实验误差,多次改变物块释放的位置,测出毎次物块释放的位置离A点距离h,最后停在长木板上的位置离O点的距离x,h为横坐标,x为纵坐标作出x—h图像,则作出的图像应该是______过原点不过原点”)的一条倾斜的直线,求出图像的斜率为k,则物块与斜面间的动摩擦因数_____

 

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