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如图所示,某快递公司需将质量为m=200kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面...

如图所示,某快递公司需将质量为m=200kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面,为避免货物与地面发生撞击,现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道,使货物由轨道顶端无初速滑下,轨道半R=1.8m.地面上紧靠轨道放置一质量M=100kg的平板车,平板车上表面与轨道末端相切.货物与平板车间的动摩擦因数为=0.5,平板车与水平地面间的摩擦力很小,可忽略不计.最终货物与平板车达到共同速度一起向右运动,并与竖直墙壁发生碰撞.设碰撞时间极短且碰撞后平板车速度大小保持不变,但方向与原来相反,平板车足够长,使得货物总不能和墙相碰(取g=10m/s2).求:

(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道压力的大小;

(2)货物在平板车上滑行的总路程;

(3)平板车和墙第一次相碰以后平板车所走的总路程.

 

(1)6000N;(2)3.6m;(3)1.8m 【解析】 (1)货物下滑时,由动能定理得:mgR=mv2 在轨道末端,由牛顿第二定律得:FN-mg=m 解得FN=6000N 由牛顿第三定律得,货物对轨道的压力FN′=FN=6000N; (2)货物与车最终静止,由能量关系: 解得sm=3.6m (3)货物从轨道滑上平板车到保持相对静止的过程由动量守恒: 从第一次碰撞后到第二次保持相对静止的过程中 设平板车向左滑动的路程为s1,则 联立可得:s1=0.8m, 第二次与墙壁碰撞后: 联立可得: ; 根据对数据分析可知:平板车向左滑行的路程为无穷等比数列,首项s1=0.8m,公比: 平板车第一次碰撞后所走的总路程为:  
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质量为M的木楔倾角为θ,在水平面上保持静止,当一质量为m的木块放在斜面上时恰好能匀速下滑,如果用与斜面成α角的力F拉着木块匀速上升,如图所示,求:

1)木块与斜面间的动摩擦因数;

2)拉力F与斜面的夹角α多大时,拉力F最小,拉力F的最小值是多少;

3)此时木楔对水平面的摩擦力是多少.

 

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如图甲所示,一圆柱形导热气缸水平放置,通过绝热活塞封闭着一定质量的理想气体,此时封闭气体的绝对温度为T(活塞与气缸底部相距L),现将气缸逆时针缓慢转动直至气缸处于竖直位置,如图乙所示,此时活塞与气缸底部相距L;现给气缸外部套上绝热泡沫材料(未画出)且通过电热丝缓慢加热封闭气体,当封闭气体吸收热量Q时,气体的绝对温度上升到T。已知活塞的横截面积为S,外界环境的绝对温度恒为T,大气压强为P0,重力加速度大小为g,不计活塞与气缸的摩擦.求:

1)活塞的质量m

2)加热过程中气体内能的增加量.

 

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一物体做匀减速直线运动,一段时间t(未知)内通过的位移大小为x1,紧接着的t时间内通过的位移大小为x2,此时,物体仍然在运动,求再经过多少位移物体速度刚好减为零.

 

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某同学找到一条遵循胡克定律的橡皮筋并利用如下实验器材验证平行四边形定则:刻度尺、三角板、铅笔、细绳、白纸、钉子、质量不同的小重物若干、木板.

实验方案如下:

①将橡皮筋的两端分别与两条细绳相连,测出橡皮筋的原长; 

②将橡皮筋一端细线用钉子固定在竖直板上的M点,在橡皮筋的中点O再用细线系重物,自然下垂,如图甲所示.

③将橡皮筋的另一端细线固定在竖直板上的N点,如图乙所示.

(1)为完成本实验,下列还必须测量的物理量为______.(填选项前字母)

A、小重物的质量

B、细绳的长度

C、图甲中OM段橡皮筋的长度

D、图乙中OMON段橡皮筋的长度

(2)在完成本实验的过程中,必须注意的事项是______(填选项前字母)

A、橡皮筋两端连接的细绳长度必须相同

B、图乙中MN两点必须等高

C、图乙中连接小重物的细绳必须在OMON夹角的平分线上

D、记录图甲中O点的位置和OM的方向

E、记录图乙中O点的位置和OMON的方向

(3)钉子位置固定,若利用现有器材,改变条件,可采用的方法是__________________

 

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某同学研究在固定斜面上运动物体的平均速度、瞬时速度和加速度之间的关系.使用的器材有:斜面、滑块、长度不同的矩形挡光片、光电计时器.

实验步骤如下:

①如图(a),将光电门固定在斜面下端附近,将一挡光片安装在滑块上,记下挡光片前端相对于斜面的位置,令滑块从斜面上方由静止开始下滑;

②当滑块上的挡光片经过光电门时,用光电计时器测得光线被挡光片遮住的时间Δt

③用Δs表示挡光片沿运动方向的长度[如图(b)所示]表示滑块在挡光片遮住光线的Δt时间内的平均速度大小,求出

④将另一挡光片换到滑块上,使滑块上的挡光片前端与①中的位置相同,令滑块由静止开始下滑,重复步骤②、③;

⑤多次重复步骤④;

⑥利用实验中得到的数据作出vΔt图,如图(c)所示.

完成下列填空:

(1)a表示滑块下滑的加速度大小,用vA表示挡光片前端到达光电门时滑块的瞬时速度大小,则vAaΔt的关系式为 ________.

(2)由图(c)可求得vA______ cm/sa______ cm/s2.(结果保留3位有效数字)

 

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