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如图所示,半径R=0.5 m的光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高,B为圆弧轨道的最...

如图所示,半径R=0.5 m的光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高,B为圆弧轨道的最低点,圆弧轨道的右端C与一倾角θ=37°的粗糙斜面相切.一质量m=1 kg的小滑块从A点正上方h=1 m处的P点由静止自由下落.已知滑块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ=0.5,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g=10 m/s2.

(1)求滑块第一次运动到B点时对轨道的压力

(2)求滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离.

(3)通过计算判断滑块从斜面上返回后能否滑出A.

 

(1)70N (2)1.1m (3)能滑出A 【解析】 (1)滑块从P到B的运动过程只有重力做功,故机械能守恒,则有: ; 那么,对滑块在B点应用牛顿第二定律可得:轨道对滑块的支持力竖直向上, 且; 故由牛顿第三定律可得:滑块第一次运动到B点时对轨道的压力为,方向竖直向下; (2)设滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离为L,滑块运动过程只有重力、摩擦力做功,故由动能定理可得: 所以,; (3)对滑块从P到第二次经过B点的运动过程应用动能定理可得:; 所以,由滑块在光滑圆弧上运动机械能守恒可知:滑块从斜面上返回后能滑出A点.
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考点分析:
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如图所示,A是地球的同步卫星,另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内,离地面高度为h.已知地球半径为R,地球自转角速度为ω0,地球表面的重力加速度为g,O为地球中心.

(1)求卫星B的运行周期.

(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同,某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上),则至少经过多长时间,它们再一次相距最近?

 

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不可伸长的轻绳长l=1.2m,一端固定在O点,另一端系一质量为m=2kg的小球.开始时,将小球拉至绳与竖直方向夹角θ=37°A处,无初速释放,如图所示,取sin37°=0.6,cos37°=0.8g=10m/s2.

(1)求小球运动到最低点B时绳对球的拉力;

(2)若小球运动到B点时,对小球施加一沿速度方向的瞬时作用力F,让小球在竖直面内做完整的圆周运动,求F做功的最小值.

 

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如图所示的光滑斜面长为L,宽为b,倾角为θ,一物块(可看成质点)沿斜面左上方顶点P水平射入,恰好从底端Q点离开斜面,重力加速度为g,试求:

1)物块由P运动到Q所用的时间t;

2)物块由P点水平射入时的初速度v0.

 

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某同学在实验室用如图所示的装置来研究牛顿第二定律和有关做功的问题。

1)实验中,为了尽可能减少摩擦力的影响,计时器最好选用频率为50Hz(填“电磁”或“电火花”)________打点计时器,同时需要将长木板的右端垫高,直到在没有沙桶拖动下,小车拖动纸带能够做______运动。

2)在______条件下,可以认为绳对小车的拉力近似等于沙和沙桶的总重力,在控制_______不变的情况下,可以探究加速度与合力的关系。

3)在此实验中,此同学先接通计时器的电源,再放开纸带,如图是在m=100gM=1kg情况下打出的一条纸带,O为起点,ABC为过程中的三个相邻的计数点,相邻的计数点之间有四个点没有标出,有关数据hAhBhC如图所示,则小车的加速度为a= ________m/s2,打B点时小车的速度为VB=________ m/s。(保留2位有效数字)

4)在此实验中,如果忽略摩擦阻力和斜面倾角的影响,要验证沙和沙桶以及小车的系统机械能守恒,实验数据应满足_______关系式(用上题的符号表示,不要求计数结果)。

 

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某同学利用重物自由下落来“验证机械能守恒定律”。

1)请指出实验装置(甲)中存在的明显错误______.

2)进行实验时,为保证重物下落时初速度为零,应____(选填“A”或“B).

A.先接通电源,再释放纸带

B.先释放纸带,再接通电源

3)根据打出的纸带,选取纸带上连续打出的1234四个点如图()所示.已测出1234到打出的第一个点O的距离分别为h1h2h3h4,打点计时器的打点周期为T.若代入所测数据能满足表达式gh3=______(用题目中已测出的物理量表示),则可验证重物下落过程机械能守恒.

 

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