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如图所示,在倾角为θ=30°的固定斜面上固定一块与斜面垂直的光滑挡板,质量为m的...

如图所示,在倾角为θ=30°的固定斜面上固定一块与斜面垂直的光滑挡板,质量为m的半圆柱体A紧靠挡板放在斜面上,质量为2m的圆柱体B放在A上并靠在挡板上静止。AB半径均为R,曲面均光滑,半圆柱体A底面与斜面间的动摩擦因数为μ.现用平行斜面向上的力拉A,使A沿斜面向上缓慢移动,直至B恰好要降到斜面.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。求:

1)未拉A时,B受到A的作用力F大小;

2)在A移动的整个过程中,拉力做的功W

3)要保持A缓慢移动中拉力方向不变,动摩擦因数的最小值μmin

 

(1)F =mg(2) (3) 【解析】 (1)研究B,据平衡条件,有 F =2mgcosθ 解得 F =mg (2)研究整体,据平衡条件,斜面对A的支持力为 N =3mgcosθ =mg f =μN =μmg 由几何关系得A的位移为 x =2Rcos30°=R 克服摩擦力做功 Wf =fx =4.5μmgR 由几何关系得A上升高度与B下降高度恰均为 h =R 据功能关系 W + 2mgh - mgh - Wf = 0 解得 (3)B刚好接触斜面时,挡板对B弹力最大 研究B得 研究整体得 fmin + 3mgsin30° = N′m 解得 fmin = 2.5mg 可得最小的动摩擦因数:  
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考点分析:
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如图所示,足够长的U形导体框架的宽度L0.5 m,底端接有阻值R0.5 Ω的电阻,导体框架电阻忽略不计,其所在平面与水平面成θ37°.有一磁感应强度B0.8 T的匀强磁场,方向垂直于导体框架平面向上.一根质量m0.4 kg、电阻r0.5 Ω的导体棒MN垂直跨放在U形导体框架上,某时刻起将导体棒MN由静止释放.已知导体棒MN与导体框架间的动摩擦因数μ0.5.(sin 37°0.6cos 37°0.8g10 m/s2

1)求导体棒刚开始下滑时的加速度大小;

2)求导体棒运动过程中的最大速度大小;

3)从导体棒开始下滑到速度刚达到最大的过程中,通过导体棒横截面的电荷量q4 C,求导体棒MN在此过程中消耗的电能.

 

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空间有沿x轴正方向的匀强电场,在cm内有垂直纸面向外的匀强磁场,磁感应强度B0.10TP点坐标(-16cm32cm),带正电的粒子(重力不计,比荷)从P点由静止释放,求

1)若粒子恰能从右侧飞出匀强磁场,求粒子在磁场中运动的时间.

2)若粒子能通过x轴上的C点(cm,图中未画),通过C点时速度方向与x轴正方向成37°,则匀强电场的场强为多大?(sin37°=0.6cos37°=0.8

 

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如图甲所示,静止在水平地面上一个质量为m=4kg的物体,其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力F随位移x变化的图象如图乙所示.已知物体与地面之间的动摩擦因数为μ=0.5g=10m/s2.求:

1)运动过程中物体的最大加速度大小为多少;

2)距出发点多远时物体的速度达到最大;

3)物体最终停在何处?

 

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2019629日首个江南文化特色的无锡融创乐园隆重开园。其中有一座飞翼过山车,它是目前世界最高(最高处60米)、速度最快(最高时速可达120公里)、轨道最复杂的过山车。过山车运行时可以底朝上在圆轨道上运行,游客不会掉下来.我们把这种情形抽象为如图乙所示的模型:弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接,使质量为m的小球从弧形轨道上端滚下,小球从圆轨道下端进入后沿圆轨道运动.如果已知圆轨道的半径为R,重力加速度为g,不考虑阻力.求:

1)若小球从高为hA处由静止释放,求小球到达圆轨道底端时对轨道的压力;

2)若要使小球运动过程中能通过圆弧最高点且不脱离轨道,试求小球由静止释放时的高度应满足的条件.

 

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学校开展研究性学习,某同学为了探究杆子转动时的动能表达式,设计了下图所示的实验:质量为m的均匀长直杆一端固定在转轴O处,杆由水平位置静止释放,用置于圆弧上某位置的光电门测出另一端A经过该位置时的瞬时速度vA,并记下该位置与转轴O的高度差h

1)该同学用20分度的游标卡尺测得长直杆的横截面的直径如图为_____________mm

2)调节h的大小并记录对应的速度vA,数据如下表。

 

1

2

3

4

5

6

h/m

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

vA/m·s-1

1.23

1.73

2.12

2.46

2.74

3.00

vA-1/ s·m-1

0.81

0.58

0.47

0.41

0.36

0.33

vA2/m2·s-2

1.50

3.00

4.50

6.05

7.51

9.00

 

为了形象直观地反映vAh的关系,请选择适当的纵坐标并画出图象_______

 

3)当地重力加速度g10m/s2,不计一切摩擦。请根据能量守恒规律并结合你找出的函数关系式,写出此杆转动时动能的表达式Ek= _________(请用数字、质量m、速度vA表示)

4)为了减小空气阻力对实验的影响,请提出一条可行性措施__________

 

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