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如图所示为轮滑比赛的一段模拟赛道.一个小物块从A点以一定的初速度水平抛出,刚好无...

如图所示为轮滑比赛的一段模拟赛道.一个小物块从A点以一定的初速度水平抛出,刚好无碰撞地从C点进入光滑的圆弧赛道,圆弧赛道所对的圆心角为60°,圆弧半径为R,圆弧赛道的最低点与水平赛道DE平滑连接,DE长为R,物块经圆弧赛道进入水平赛道,然后在E点无碰撞地滑上左侧的斜坡,斜坡的倾角为37°,斜坡也是光滑的,物块恰好能滑到斜坡的最高点FFOA三点在同一高度,重力加速度大小为g,不计空气阻力,不计物块的大小.求:

(1)物块的初速度v0大小及物块与水平赛道间的动摩擦因数;

(2)试判断物块向右返回时,能不能滑到C点,如果能,试分析物块从C点抛出后,会不会直接撞在竖直墙AB上;如果不能,试分析物块最终停在什么位置?

 

(1) , (2)物块刚好落在平台上的B点 【解析】 (1)小物块从A点以一定的初速度水平抛出,刚好无碰撞地从C点进入光滑的圆弧赛道,根据水平速度不变求解C点的速度;根据机械能守恒定律列式可求解小球的初速度v0;物块从A到F的过程,根据动能定理列式可求解物块与水平赛道间的动摩擦因数; (2)假设物块向右返回时,能滑到C点,根据动能定理列式求解C点的速度,若有解说明假设正确;结合平抛运动的规律求解物块最终停在什么位置. (1)物块从A点抛出后做平抛运动,在C点的速度大小为 几何关系可知AB的高度:h=Rcos600=0.5R; 设物块的质量为m,从A到B点的过程,根据机械能守恒定律: 解得 物块从A到F的过程,根据动能定理: 解得 (2)假设物块能回到C点,设到达C点的速度大小为vC′,根据动能定理: 求得 假设成立; 假设物块从C点抛出后直接落在BC平台上,BC长度: 物块在C点竖直方向的分速度 水平分速度: 落在BC平台上的水平位移: 即物块刚好落在平台上的B点.  
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央视节目《加油向未来》中主持人邓楚涵将一个蒸笼环握在手中,并在蒸笼环底部放置一个装有水的杯子,抡起手臂让蒸笼环连同水杯在竖直平面内做圆周运动,水却没有洒出来。如图所示,已知蒸笼环的直径为20cm,人手臂的长度为60cm,杯子和水的质量均为m=0.2kg。转动时可认为手臂伸直且圆心在人的肩膀处,不考虑水杯的大小,g10m/s2

(1)若要保证在最高点水不洒出,求水杯通过最高点的最小速率v0

(2)若在最高点水刚好不洒出,在最低点时水对杯底的压力为16N,求蒸笼环从最高点运动到最低点的过程中,蒸笼环对杯子和水所做的功W

 

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如图所示,半径R=0.4m的部分光滑圆轨道与水平面相切于B点,且固定于竖直平面内。在水平面上距Bs=5m处的A点放一质量m=3kg的小物块,小物块与水平面间动摩擦因数为μ=0.5。小物块在与水平面夹角θ=37°斜向上的拉力F的作用下由静止向B点运动,运动到B点时撤去F,小物块沿圆轨道上滑,且能到圆轨道最高点C。圆弧的圆心为OP为圆弧上的一点,且OP与水平方向的夹角也为θ(g10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8):

(1)小物块在B点的最小速度vB大小;

(2)(1)情况下小物块在P点时对轨道的压力大小;

(3)为使小物块能沿水平面运动并通过圆轨道C点,则拉力F的大小范围.

 

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地心隧道是根据凡尔纳的《地心游记》所设想出的一条假想隧道,它是一条穿过地心的笔直隧道,如图所示。假设地球的半径为R,质量分布均匀,地球表面的重力加速度为g。已知均匀球壳对壳内物体引力为零。

(ⅰ)不计阻力,若将物体从隧道口静止释放,试证明物体在地心隧道中的运动为简谐运动;

(ⅱ) 理论表明:做简谐运动的物体的周期T=2π,其中,m为振子的质量,物体的回复力为F=kx。求物体从隧道一端静止释放后到达另一端需要的时间t (地球半径R = 6400km,地球表面的重力加速为g = 10m/ s2 )。

 

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水面下深h处有一点光源,发出两种不同颜色的光ab,光在水面上形成了如图所示的一个有光线射出的圆形区域,该区域的中间为由ab两种单色光所构成的复色光圆形区域,周围为a光构成的圆环。若b光的折射率为n,下列说法正确的是       (选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得 5 分;每选错1个扣3分,最低得分为 0分)。

A. 在水中,a光的波长比 b光小

B. 水对a光的折射率比 b光小

C. 在水中,a光的传播速度比b光大

D. 复色光圆形区域的面积为

E. 用同一装置做双缝干涉实验, a光的干涉条纹比 b光窄

 

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如图所示,导热性能良好的玻璃容器由三支横截面积相同的玻璃管构成,将其竖直放置,左、右两管的上端等高,管内装有水银。左管上端封闭,内有气体,右管上端开口与大气相通。下管中水银的下方用活塞顶住,三支玻璃管用不计体积的细管相连。开始时,左管中气柱长L1= 18cm ,右管中气柱长L2=18cm,下管中的水银柱长L3=25cm ,整个装置处于平衡状态。现将活塞缓慢上推,直到下管中的水银全部顶到上面的管中。(已知大气压强P075cmHg )

(ⅰ)请判断水银是否从右管溢出?

(ⅱ)求此时左管中气柱的长度L1

 

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