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有一个冰上推木箱的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推箱一段时间后,放手让箱...

有一个冰上推木箱的游戏节目,规则是:选手们从起点开始用力推箱一段时间后,放手让箱向前滑动,若箱最后停在桌上有效区域内,视为成功,若箱最后未停在桌上有效区域内就视为失败。其简化模型如图所示,AC是长度为L1=12m的水平冰面,选手们可将木箱放在A点,从A点开始用一恒定不变的水平推力推箱,使木箱从静止开始做匀加速直线运动,BC为有效区域(包括BC两点),已知BC长度L2=1m,木箱的质量m=50kg,木箱与冰面间的动摩擦因数,某选手作用在木箱上的水平推力F=400N,木箱沿AC做直线运动,若木箱可视为质点,g10m/s2,那么该选手要想游戏获得成功,试求:

1)推力作用在木箱上时的加速度大小;

2)推力作用在木箱上的时间满足什么条件?

 

(1)6 m/s2(2)s≤t≤ 1 s 【解析】 (1)设推力作用在木箱上时的加速度为a1,根据牛顿运动定律得 F-μmg=ma1 解得 a1=6 m/s2. (2)撤去推力后,木箱的加速度大小为a2,根据牛顿运动定律得 μmg=ma2 解得 a2=2 m/s2 推力作用在木箱上时间t内的位移为 x1=a1t2 撤去力F后木箱继续滑行的距离为 x2= 木箱停在有效区域内,要满足条件 L1-L2≤x1+x2≤L1 解得 s≤t≤ 1 s.  
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考点分析:
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如图所示,固定在竖直平面内的4光滑圆弧轨道AB与粗糙水平地面BC相切于B点。质量m=0.1kg的滑块甲从最高点A由静止释放后沿轨道AB运动,最终停在水平地面上的C点。现将质量m=0.3kg的滑块乙静置于B,仍将滑块甲从A点由静止释放结果甲在B点与乙碰撞后粘合在一起,最终停在D点。已知B、C两点间的距离x=2m,甲、乙与地面间的动摩擦因数分别为=0.4、=0.2,g=10m/s,两滑块均视为质点。求:

(1)圆弧轨道AB的半径R;

(2)甲与乙碰撞后运动到D点的时间t

 

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某实验小组用图所示的实验装置和器材做“探究动能定理”实验,在实验中,该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力,为探究小车的动能变化规律:

1)为了保证实验结果的误差尽量小,在实验操作中,下面做法必要的是____

A.实验前要对装置进行平衡摩擦力的操作

B.实验操作时要先释放小车,后接通电源

C.在利用纸带进行数据处理时,所选的两个研究点离得越近越好

D.在实验过程中要保证砂和砂桶的总质量远小于小车的质量

2)除实验装置图中的仪器外,还需要的测量仪器有__________________________

3)如图为实验中打出昀一条纸带,现选取纸带中的AB两点来探究“动能定理”。已知打点计时器的打点周期为T,重力加速度为g,图中已经标明了要测量的物理量。另外,小车的质量为M,砂和砂桶的总质量为m。请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出_____________________________________________

 

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用如图所示的器材和方法可以验证力的平行四边形定则.在圆形桌子透明桌面上平铺一张白纸,在桌子边缘安装三个光滑的滑轮,其中,滑轮P1固定在桌子边,滑轮P2P3可沿桌边移动.

第一次实验中,步骤如下:

A.在三根轻绳下挂上一定数量的钩码,并使结点O静止;

B.在白纸上描下O点的位置和三根绳子的方向,以O点为起点,作出三拉力的图示;

C.以绕过P2P3绳的两个力为邻边作平行四边形,作出O点为起点的平行四边形的对角线,量出对角线的长度;

D.检验对角线的长度和绕过P1绳拉力的图示的长度是否一样,方向是否在一条直线上.

(1)这次实验中,若一根绳挂的钩码质量为m,另一根绳挂的钩码质量为2m,则第三根绳挂的质量一定大于________且小于________

(2)第二次实验时,改变滑轮P2P3的位置和相应绳上钩码的数量,使结点平衡,绳的结点________(选填必须不必”)与第一次实验中白纸上描下的O点重合.实验中,若桌面不水平________(选填不会”)影响实验的结论.

 

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如图所示,在竖直方向上AB两物体通过劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧相连,A放在水平地面上,BC两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知AB的质量均为10kgC的质量为40kg,重力加速度为g=10m/s2,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态,释放CC沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度.   

A.斜面倾角=30°

B.ABC组成的系统机械能先增加后减小

C.B的最大速度

D.C的速度最大时弹簧处于原长状态

 

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如图所示,甲、乙两种粗糙面不同的传送带,倾斜于水平地面放置,以同样恒定速率v向上运动.现将一质量为m的小物体(视为质点)轻轻放在A处,小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到传送带的速率v;在乙传送带上到达离B竖直高度为hC处时达到传送带的速率v.已知B处离地面的高度皆为H.则在小物体从AB的过程中(  )

A.两种传送带与小物体之间的动摩擦因数甲比乙小

B.将小物体传送到B处,两种传送带消耗的电能一样多

C.两种传送带对小物体做功不相等

D.将小物体传送到B处,两种系统小物体与皮带摩擦产生的热量甲比乙多

 

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