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如图所示,在竖直平面内,粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B,...

如图所示,在竖直平面内,粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于BC是最低点,圆心角∠BOC37°,D与圆心O等高,圆弧轨道半径R1.0 m,现有一个质量为m0.2 kg可视为质点的物体,从D点的正上方E点处自由下落,DE两点间的距离h1.6m,物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ0.5,取sin 37°=0.6cos 37°=0.8,取g10 m/s2,不计空气阻力.求:

(1)物体第一次通过C点时,物体对轨道C点的压力大小;

(2)要使物体不从斜面顶端飞出,斜面的长度LAB至少要多长;

(3)若斜面已经满足第(2)问要求,物体从E点开始下落,直至最后在光滑圆弧轨道上做周期性运动,求在此过程中系统因摩擦所产生的热量Q

 

(1)12.4N (2)2.4m(3)4.8J. 【解析】 (1)物体从E到C,由机械能守恒得:     ① 在C点,由牛顿第二定律得:   ② 联立①②解得支持力  FN=12.4N         ③ (2)从E~D~C~B~A过程,由动能定理得 WG-Wf=0                       ④ WG=mg[(h+Rcos37°)-LABsin37°]⑤ Wf=μmgcos37°LAB                  ⑥ 联立④⑤⑥解得斜面长度至少为: LAB=2.4m       ⑦ (3)因为,mgsin37°>μmgcos37°(或μ<tan37°) 所以物体不会停在斜面上.物体最后以C为中心,B为一侧最高点沿圆弧轨道做往返运动. 从E点开始直至稳定,系统因摩擦所产生的热量 Q=△EP                     ⑧ △EP=mg(h+Rcos37°)     ⑨ 联立⑥、⑦解得 Q=4.8J    ⑩ 在运动过程中产生热量为4.8J.  
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考点分析:
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如图所示,一段平直的马路上,一辆校车从一个红绿灯口由静止开始做匀加速直线运动,经36 m速度达到43.2 km/h;随后保持这一速度做匀速直线运动,经过20 s,行驶到下一个路口时,司机发现前方信号灯为红灯便立即刹车,校车匀减速直线行驶36 m后恰好停止.

(1)求校车匀加速运动的加速度大小a1

(2)若校车总质量为4 500 kg,求校车刹车时所受的阻力大小;                                                              

(3)若校车内坐有一质量为30 kg的学生,求该学生在校车加速过程中座椅对学生的作用力F的大小.(g=10 m/s2,结果可用根式表示)

 

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.某校物理课外小组为了研究不同物体水下运动特征, 使用质量m=0.05kg的流线型人形模型进行模拟实验.实验时让模型从h=0.8m高处自由下落进入水中.假设模型入水后受到大小恒为Ff=0.3N的阻力和F=1.0N的恒定浮力,模型的位移大小远大于模型长度,忽略模型在空气中运动时的阻力,试求模型

(1)落到水面时速度v的大小;

(2)在水中能到达的最大深度H

(3)从开始下落到返回水面所需时间t

 

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如图所示为探究功与速度变化的关系实验装置,让小车在橡皮筋的作用下弹出,沿木板滑行.思考该探究方案并回答下列问题:

1)实验操作中需平衡小车受到的摩擦力,其最根本的目的是____

A.防止小车不能被橡皮筋拉动

B.保证橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功

C.便于小车获得较大的弹射速度

D.防止纸带上打点不清晰

2)实验中甲、乙两同学用两种不同的方法来实现橡皮筋对小车做功的变化.

甲同学:把多条相同的橡皮筋并在一起,并把小车拉到相同位置释放;

乙同学:通过改变橡皮筋的形变量来实现做功的变化.

你认为____(填)同学的方法可行.

3)本实验可通过作图来寻找功与速度变化的关系.若所作的Wv的图象如图2所示,则下一步应作___(填“Wv2)的关系图象.

 

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(1)①某次做实验的时候,实验员准备了以下器材,如图所示,请问用以下器材可以,做下列哪些实验?________.(多选)

A.探究小车速度随时间变化的规律

B.探究加速度与力、质量的关系

C.探究求合力的方法

D.研究平拋运动

②上题四个选项中的实验,必须用到天平的是______(填对应字母)

(2)在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,测得小车连同车上砝码的总质量M238 g,则从下列物体中选取合适的物体取代实验装置中的沙桶,应选下图中的________

 

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如图所示,两个竖直圆弧轨道固定在同一水平地面上,半径R相同,左侧轨道由金属凹槽制成,右侧轨道由金属圆管制成,均可视为光滑。在两轨道右侧的正上方分别将金属小球AB由静止释放,小球距离地面的高度分别为hAhB下列说法正确的是(  )

A.若使小球A沿轨道运动并且从最高点飞出,释放的最小高度为3R

B.若使小球B沿轨道运动并且从最高点飞出,释放的最小高度为2.5R

C.适当调整hA,可使A球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处

D.适当调整hB,可使B球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处

 

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