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如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2R:bc是半径为R的四分...

如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2Rbc是半径为R的四分之一的圆弧,与ab相切于b点.一质量为m的小球.始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动,重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其他轨迹最高点,机械能的增量为

A.2mgR

B.4mgR

C.5mgR

D.6mgR

 

C 【解析】 本题考查了运动的合成与分解、动能定理等知识,意在考查考生综合力学规律解决问题的能力. 设小球运动到c点的速度大小为vC,则对小球由a到c的过程,由动能定理得:F·3R-mgR=mvc2,又F=mg,解得:vc2=4gR,小球离开c点后,在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方向在重力作用力下做匀减速直线运动,由牛顿第二定律可知,小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g,则由竖直方向的运动可知,小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间为:t=vC/g=2,小球在水平方向的加速度a=g,在水平方向的位移为x=at2=2R.由以上分析可知,小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中,水平方向的位移大小为5R,则小球机械能的增加量△E=F·5R=5mgR,选项C正确ABD错误.
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考点分析:
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如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度,木箱获得的动能一定:(    )

A.等于拉力所做的功;

B.小于拉力所做的功;

C.等于克服摩擦力所做的功;

D.大于克服摩擦力所做的功;

 

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如图所示,质量分别为5mmPQ两球通过两根长度均为l的不可伸长的细线悬挂.整个装置处于风洞实验室中,风对两个球产生大小相等、方向水平向右的恒定风力.系统静止时,两根细线偏离竖直方向的角度分别为30°60°,重力加速度为g,不计风对细线的作用力.

(1)  求每个小球所受风力的大小;

(2)  用一外力将P球缓慢拉到最低点P,求该力所做的功;

(3) (2)中,P球位于P处时剪断下方细线并同时撤去外力,求P球此时的加速度及此后的最大动能.

 

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如图所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内,圆心为O,圆环左侧固定连接一根长为2R的水平的光滑杆,其延长线过圆的直径.质量为m的小球A套在圆环上,轻弹簧左端固定,质量为m的滑块B接在弹簧右端,弹簧套在杆上,小球A和滑块B之间再用长为2R的轻杆通过铰链分别连接,弹簧原长为2R.初始时小球A处于圆环最高点,弹簧的弹性势能为Ep,已知重力加速度为g,不计一切摩擦,AB均可视为质点.

1A处于圆环最高点时,为了维持系统平衡,在A上施加一个水平向左大小为F的力,求此时弹簧的弹力大小;

2)撤去F,由静止释放A,求A运动到最右侧时速度v的大小;

3)求小球A从最高点滑到圆环最右侧过程中,杆对A做的功.

 

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将质量为0.2kg的小球放在竖立的弹簧上,并把球往下按至A的位置,如图甲所示,迅速松手后,弹簧把球弹起,球升至最高位置C(图丙).途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙).已知B、A的高度差为0.1m,C、B的高度差为0.2m,弹簧的质量和空气阻力都可忽略,重力加速度g=10m/s2,则有(     )

A.小球从A上升至B的过程中,弹簧的弹性势能一直减小,小球的动能一直增加

B.小球从B上升到C的过程中,小球的动能一直减小,势能一直增加

C.小球在位置A时,弹簧的弹性势能为0.6J

D.小球从位置A上升至C的过程中,小球的最大动能为0.4J

 

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如图所示,一竖直圆弧形槽固定于水平地面上,O为圆心,AB为沿水平方向的直径。若在A点以初速度v1沿AB方向平抛一小球,小球将击中槽壁上的最低点D点;若A点小球抛出的同时,在C点以初速度v2沿BA方向平抛另一相同质量的小球并也能击中D点,已知∠COD60°,且不计空气阻力,则

A. 两小球同时落到D

B. 两小球初速度大小之比为3

C. 两小球落到D点时的速度方向与OD线夹角相等

D. 两小球落到D点时重力的瞬时功率之比为

 

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