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如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环。棒和环的质...

如图所示,一轻绳吊着粗细均匀的棒,棒下端离地面高H,上端套着一个细环。棒和环的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,大小为kmgk>1)。断开轻绳,棒和环自由下落。假设棒足够长,与地面发生碰撞时,棒在碰撞前后的速度大小不变、方向反向。并且棒与地面碰撞时间极短。棒在整个运动过程中始终保持竖直,空气阻力不计。求:

(1)棒第一次与地面碰撞弹起上升过程中,环的加速度a大小;

(2)棒与地面第二次碰撞时的速度大小v

(3)从断开轻绳到棒与地面第二次碰撞的瞬间,棒运动的路程S

 

(1)a1=(k-1)g(2)(3) 【解析】 (1)设棒第一次上升过程中,环的加速度为a1,环受合力 方向竖直向上 (2)由运动学公式 则棒第一次落地的速度大小为 当棒触地反弹时,环将继续下落,棒、环之间存在相对滑动,设棒弹起后的加速度为 方向竖直向下 因此,棒减速上升。 取向下的方向为正方向,环与棒将在空中达到相同速度v,有: 得 设此时棒上升的高度为h1,有 此后,棒和环一起下落,设与地面碰撞前瞬间速度为,有: 得 (3)棒第一次弹起的最大高度 解得 棒运动的路程  
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考点分析:
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如图所示,在光滑水平地面上有一个质量为M=3kg,倾角为=37°的光滑斜劈A,在钉在劈端的钉子上系着一条轻线,线下端拴着一个质量为m=1kg的小球B。用图示方向的水平恒力拉斜劈,已知重力加速度大小为g10 m/s2sin 37°0.6cos 37°0.8

1)求BA之间恰好无挤压时,拉力F的大小。

2)若F=60N,求此时球对绳的拉力和球对斜面的压力。

 

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12)在研究摩擦力特点的实验中,将木块放在水平长木板上,如图甲所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大.用特殊的测力仪器测出拉力和摩擦力,并绘制出摩擦力Ff随拉力F变化的图像,如图乙所示.已知木块质量为2 kg,取g10 m/s2

(1)求木块与长木板间的动摩擦因数;

(2)若将实验中的长木板与水平方向成37°角放置,将木块置于其上,木块在平行于木板的恒力F作用下,从静止开始向上做匀变速直线运动,沿斜面向上运动4 m,速度达到4 m/s,求此拉力F的大小.(sin37o=0.6cos37o=0.8

 

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如图,一小球自平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α53°的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h0.8 m,重力加速度g10 m/s2sin 53°0.8cos 53°0.6,求:

(1)小球水平抛出的初速度v0是多少?

(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离s是多少?

 

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某研究小组设计了一种用一把尺子测定动摩擦因数的实验方案;如图所示,A是可固定于水平桌面上任意位置的滑槽(滑槽末端与桌面相切),B是质量为m的滑块(可视为质点).

第一次实验,如图(a)所示,将滑槽末端与桌面右端M对齐并固定,让滑块从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P点,测出滑槽最高点距离桌面的高度hM距离地面的高度HMP间的水平距离x1

第二次实验,如图(b)所示,将滑槽沿桌面向左移动一段距离并固定,让滑块B再次从滑槽最高点由静止滑下,最终落在水平地面上的P′点,测出滑槽末端与桌面右端M的距离LMP′ 间的水平距离x2

1)在第二次实验中,滑块在滑槽末端时的速度大小为_____________.(用实验中所测物理量的符号表示,已知重力加速度为g).

2)通过上述测量和进一步的计算,可求出滑块与桌面间的动摩擦因数μ,下列能引起实验误差的是_______

Ah的测量    BH的测量    CL的测量    Dx2的测量

3)若实验中测得h15cmH25cmx130cmL10cmx220cm,则滑块与桌面间的动摩擦因数μ_________

 

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一鸣同学用如图甲所示的实验装置验证牛顿第二定律,其中打点计时器的打点周期为0.02s

1)为了验证加速度与合外力成正比,必须做到_______

A.实验前要平衡摩擦力

B.每次实验都必须从相同位置释放小车

C.实验时拉小车的细绳必须保持与小车运动轨道平行

D.实验过程中,如拉力改变,则必须重新平衡摩擦力

2)图乙为某次实验得到的纸带,纸带上相邻的两计数点间有四个点未画出,则小车的加速度大小为a=_______m/s2(结果保留两位有效数字)

3)在验证质量一定,加速度a与合外力F的关系时,某学生根据实验数据作出了如图丙所示的aF图像,其中图线不过原点并在末端发生了弯曲,产生这种现象的原因可能有____

A.木板右端垫起的高度过小(即平衡摩擦力不足)

B.木板右端垫起的高度过大(即平衡摩擦力过度)

C.盘和重物的总质量m远小于车和砝码的总质量M(即m<<M

D.盘和重物的总质量m没有远小于车和砝码的总质量M

 

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