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在火炮发明并被大规模应用于实战之前,抛石机是中国古代常用的破城重器。某一同学仿照...

在火炮发明并被大规模应用于实战之前,抛石机是中国古代常用的破城重器。某一同学仿照古代抛石机制作一个抛石机模型如图所示,炮架上横置一个可以转动的轴,固定在轴上的长杆起杠杆作用,长杆可绕转轴O转动,转轴O到地面的距离为h=0.5m,发射前长杆A端着地与地面成30°夹角,A端半球形凹槽中放置一质量m=2kg的物体,用手搬动长杆另一端BO点正下方,B贴近地面且速度=1m/s,此时长杆受到装置作用迅速停止,A端物体从最高点水平飞出,g10m/

(1)求物体从最高点飞出时的速度

(2)求物体从最高点飞出前对长杆凹槽在竖直方向上的压力。

(3)若改变长杆转动的速度,使物体在最高点恰好与凹槽间无相互作用力,求物体落地点离转轴O的水平距离。

 

(1) (2) (3) 【解析】 (1)由几何关系可知,AO=2OB,因AB转动的角速度相同,由 可知线速度与转动半径成正比,所以A端物体在最高点的速度为 (2)物体在最高点时,由重力和杆的支持力提供向心力 解得 因物体对杆的压力和杆对物体的支持力是一对相互作用力,所以物体对杆的压力为12N. (3)当物体在最高点恰好与凹槽间无相互作用力时,重力提供向心力,则此时物体速度为 解得 物体在竖直方向有 解得 物体在水平方向的位移为  
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某航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器。试飞时飞行器从地面上由静止开始竖直向上匀加速运动,运动4s后到达离地面高40m处,此时飞行器上有一螺丝脱落(不计螺丝受到的空气阻力)g10m/,求:

(1)飞行器匀加速直线运动的加速度大小;

(2)螺丝脱落后继续上升的高度;

(3)螺丝从脱落到落回地面的总时间。

 

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如图所示,放在粗糙水平桌面上的物体P用一水平轻质细线与竖直放置的轻质弹簧上端相连于O,另一轻质细线一端与O点相连,另一端固定在竖直墙壁上的Q点,绳左侧与竖直方向夹角为α=37°,物体P处于静止状态,弹簧的劲度系数k=200N/m,伸长量x=2cm,取sin37°=0.6cos37°=0.8

(1)求弹簧弹力F的大小

(2)求物体P受到的摩擦力f的大小。

 

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某物理课外小组利用如图甲所示的装置探究系统加速度与其所受合外力之间的关系,将两个质量相等的砝码盘(每个砝码盘的质量为m)通过细线连接并挂在光滑的轻质定滑轮上,并将5个质量均为的小砝码放在左盘中,4个质量也是的小砝码放在右盘中。实验步骤如下:

(1)用手托住右盘由静止释放,同时用传感器记录砝码盘在时间t内移动的距离为h,计算机根据公式___,即可算出相应的系统加速度=0.20,此时系统(两砝码盘和砝码)受到的合外力为g

(2)从右盘中把一个小砝码移到左盘中,按照(1)中的方法操作,得到多组时间t和砝码盘移动距离h的数据点,并根据数据点绘制的ht图象如图乙所示,请根据图乙求出此时系统的加速度,并将结果填入下表空格处_____

(3)依次把右盘中的小砝码逐个移到左盘中,按照(1)中的方法操作,得到其他情况下相应的系统加速度的值记入上表。

(4)利用表中的数据在图丙上描点并作出a-F图象。从图象能得到的实验结论是:系统质量不变时,_______

 

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某课外兴趣小组做“探究求合力的方法”实验,步骤如下:

(1)在弹簧测力计的下端悬挂一重物M,记下重物静止时弹簧测力计的示数F.

(2)将贴有白纸的木板竖直放置,三个细线套一端共系于一个结点,另一端分别系于弹簧测力计AB和重物M上,测力计A挂于固定点P,手持测力计B的端拉动细线,使结点静止于O点,如图所示。记录下O点位置、两个测力计示数_____。本实验用的弹簧测力计示数的单位为N图中弹簧测力计B的示数只为_____N.

(3)在白纸上按一定标度作出F的图示,根据平行四边形定则作出的合力F的图示,若________,则平行四边形定则得到验证。

(4)本实验中采用的科学方法是_______.

A.理想实验法

B.等效替代法

C.控制变量法

D.建立物理模型法

(5)关于本实验,下列做法合理的是_______.

A.三根细线必须等长

B.要使两弹簧测力计的读数非常接近

C.每次实验时弹簧测力计B始终保持水平

D.使弹簧测力计、细线都位于竖直平面内

 

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如图甲,小球与轻质细杆连接后绕固定点O在竖直平面内做圆周运动,小球经过最低点时的速度大小为v,此时轻杆的拉力大小为F,拉力F与速度的平方的关系如图所示,图象中的数据ab及重力加速度g均为已知量,以下说法正确的是( 

A.数据a与小球的质量无关

B.数据b与小球的质量无关

C.只与小球的质量有关,与圆周轨道半径无关

D.利用数据abg能够求出小球的质量和圆周轨道半径

 

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