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某校兴趣小组制作了一个游戏装置,其简化模型如图所示,在A点用一弹射装置将小滑块以...

某校兴趣小组制作了一个游戏装置,其简化模型如图所示,在A点用一弹射装置将小滑块以某一水平速度弹射出去,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径R0.1 m的光滑竖直圆形轨道,运行一周后自B点向C点运动,C点右侧有一陷阱,CD两点的竖直高度差h0.2 m,水平距离s0.6 m,水平轨道AB长为L10.5 mBC长为L21.5 m,小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ0.4,重力加速度g10 m/s2

(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点,求小滑块在A点弹射出的速度大小;

(2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出。求小滑块在A点弹射出的速度大小范围。

 

(1)3 m/s;(2)3 m/s≤vA≤4 m/s或vA≥5 m/s 【解析】 (1)对从A到B的过程应用动能定理,则 -μmgL1=mv-mv ① 由B到最高点小滑块机械能守恒,则 mv=2mgR+mv2 ② 小滑块恰能通过圆轨道最高点的速度为v,由牛顿第二定律有 mg=m③ 由以上三式解得A点的速度 v1=3 m/s ④ (2)若小滑块刚好停在C处,则从A到C由动能定理得 -μmg(L1+L2)=0-mv ⑤ 解得A点的速度为 v2=4 m/s 若小滑块停在BC段,应满足 3 m/s≤vA≤4 m/s 若小滑块能通过C点并恰好越过壕沟,对A到C的过程应用动能定理 -μmg(L1+L2)=mv-mv ⑥ 根据平抛运动规律,则有竖直方向 h=gt2 ⑦ 水平方向 s=v0t ⑧ 解得 vA=5 m/s 所以初速度的范围为 3 m/s≤vA≤4 m/s或vA≥5 m/s  
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考点分析:
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如图所示,内圆半径为r、外圆半径为3r的圆环区域内有垂直纸面向里、磁感应强度为B的匀强磁场.圆环左侧的平行板电容器两板间电压为U,靠近M板处静止释放质量为m、电荷量为q的正离子,经过电场加速后从N板小孔射出,并沿圆环直径方向射入磁场,不计离子的重力,忽略平行板外的电场。求:

(1)离子从N板小孔射出时的速率;

(2)离子在磁场中做圆周运动的周期;

(3)要使离子不进入小圆区域,电压U的取值范围。

 

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如图所示,上端开口的光滑圆柱形汽缸竖直放置,截面积为40cm2的活塞将一定质量的气体和一形状不规则的固体A封闭在汽缸内.在汽缸内距缸底60cm处设有ab两限制装置,使活塞只能向上滑动.开始时活塞搁在ab上,缸内气体的压强为p0(p01.0×105Pa为大气压强),温度为300K.现缓慢加热汽缸内气体,当温度为330K时,活塞恰好离开ab;当温度为360K时,活塞上升了4cm.g10m/s2求:

活塞的质量;

物体A的体积.

 

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如图甲所示为一倾角θ且足够长的斜面,将一质量为m1kg的物体无初速度在斜面上释放,同时施加一沿斜面向上的拉力,拉力随时间变化的关系图象如图乙所示,物体与斜面间动摩擦因数μ0.25g10m/s2sin0.6cos0.8,求:

(1)2s末物体的速度;

(2)16s内物体发生的位移。

 

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指针式多用电表是实验室中常用的测量仪器,请回答下列问题:

1)在使用多用电表测量时,若选择开关找至“25V“挡,指针的位置如图(a)所示,则测量结果为___________V

2)多用电表测量未知电阻阻值的电路如图(b)所示,电源的电动势为ER0为调零电阻。某次将待测电阻用电阻箱代替时,电路中电流I与电阻箱的阻值Rx关系图象如图(c)所示,则此时多用电表的内阻为_________Ω,该电池的电动势E________V

3)下列判断正确的是______

A.在图(b)中、电表的左、右插孔处分别标注着“﹣”、“+

B.由图线(c)的特点可知,欧姆表的刻度盘上的数字左小右大

C.欧姆表调零的实质是通过调节R,使Rx0时电路中的电流达到满偏电流

D.电阻Rx的变化量相同时,Rx越小,则对应的电流变化量就越小

4)如果随着使用时间的增长,该多用电表内部的电源电动势减少,内阻增大,但仍然能够欧姆调零,如仍用该表测电阻,则测量结果是_______。(填“偏大”“偏小”或“不变”)

 

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某同学利用如图甲所示的装置探究“小车的加速度与所受合外力的关系”,具体实验步骤如下:

A.按照图示安装好实验装置,挂上沙桶(含少量沙子);

B.调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,且通过两个光电门的时间相等;

C.取下细绳和沙桶,测量并记录沙子和桶的总质量m;

D.保持长木板的倾角不变,不挂沙桶,将小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,记录小车先后通过光电门1和2时显示的时间;

E.重新挂上细绳和沙桶,改变沙桶中沙子的质量,重复B、C、D步骤.

(1)若沙桶和沙子的总质量为m,小车的质量为M,重力加速度为g,则步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为________.(忽略空气阻力)

(2)如图乙所示,用游标卡尺测得小车上遮光片的宽度为________mm.

(3)若遮光片的宽度为d,光电门1、2之间的距离为l,通过光电门1和2时显示的时间分别为t1、t2,则小车的加速度a=________

(4)有关本实验的说法正确的是________(填选项前的字母).

A.沙桶和沙子的总质量必须远小于小车的质量

B.小车的质量必须远小于沙桶和沙子的总质量

C.平衡摩擦力时要取下细绳和沙桶

D.平衡摩擦力时不能取下细绳和沙桶

 

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