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如图所示,圆弧轨道AB是在竖直平面内的圆周,半径为r,在B点轨道的切线是水平的。...

如图所示,圆弧轨道AB是在竖直平面内的圆周,半径为r,在B点轨道的切线是水平的。在圆弧轨道的下面有一半径为R的水平圆盘,绕垂直于盘面的中心轴匀速转动,一小球(可看成质点)从圆弧轨道上某处下滑,到达B点时速度为v(此时速度方向恰与平行)。求:

(1)小球到达B点时的向心加速度大小;

(2)要使小球刚好落在C点,间的距离h

(3)要使小球刚好落在C点,圆盘转动的角速度

 

(1) ;(2) ;(3) 【解析】 (1)向心加速度 (2)小球从B点起做平抛运动,设下落时间为t。水平方向有 竖直方向有 由以上两式解得 。 (3)由,解得 圆盘转动的周期 小球刚好落在C点应满足的条件是 由以上三式可得  
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考点分析:
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如图所示,竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为RA端与圆心O等高,AD为与水平方向成45°角的斜面,B端在O的正上方,一个质量为m的小球在A点正上方某处由静止开始释放,自由下落至A点后进入圆形轨道并能沿圆形轨到达B点,且到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为mg。求:

(1)小球到B点时的速度大小?

(2)小球从B点运动到C点所用的时间?

(3)小球落到斜面上C点时的速度大小?

 

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从离地高80m处水平抛出一个物体,3s末物体的速度大小为50m/sg10m/s2。求:

(1)物体抛出时的初速度大小;

(2)物体在空中运动的时间;

(3)物体落地时的水平位移.

 

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某科学兴趣小组要验证小球平抛运动的规律,实验设计方案如图甲所示,用轻质细线拴接一小球,在悬点O正下方有水平放置的炽热的电热丝P,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断;MN为水平木板,已知悬线长为L,悬点到木板的距离OO′=hh>L).

(1)电热丝P必须放在悬点正下方的理由是__________________

(2)将小球向左拉起后自由释放,最后小球落到木板上的C点,O′C=x,则小球做平抛运动的初速度为v0=_________

(3)图乙是以竖直方格板为背景通过频闪照相得到的照片,每个格的边长L=5cm,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图所示,则该频闪照相的周期为_______s,小球做平抛运动的初速度为_______m/s;过B点的速度为_______m/s.(g=10 m/s2

(4)在其他条件不变的情况下,若改变释放小球时悬线与竖直方向的夹角θ,小球落点与O′点的水平距离x将随之改变,经多次实验,以x2为纵坐标、cos θ为横坐标,得到如图丙所示图象,则当θ=30°时,x_________m.

 

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如图甲示,是某同学探究做圆周运动的物体质量、向心力、轨道半径及线速度关系的实验装置,做匀速圆周运动圆动圆柱体放置在水平光滑圆盘上.力传感器测量向心力F,速度传感器测量圆柱体的线速度v,该同学通过保持圆柱体质量和运动半径不变,来探究向心力F线速度v关系:

1)该同学采用的实验方法为_____

A.等效替代法    B.控制变量法     C.理想化模型法

2)改变线速度v,多次测量,该同学测出了五组Fv数据,如下表所示:

v/ms1

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

F/N

0.88

2.00

3.50

5.50

7.90

 

该同学对数据分析后,在图乙坐标纸上描出了五个点.

作出Fv2图线_____

若圆柱体运动半径r0.2m,由作出的Fv2的图线可得圆柱体的质量m_____kg.(保留两位有效数字)

 

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质量为m的小球由轻绳a和b系于一轻质木架上的A点和C点,如图所示.当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内作匀速圆周运动,绳a在竖直方向、绳b在水平方向.当小球运动到图示位置时.绳b被烧断,同时杆也停止转动,则(  )

A.小球仍在水平面内作匀速圆周运动

B.在绳被烧断瞬间,a绳中张力突然减小

C.若角速度ω较小,小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动

D.若角速度ω较大,小球可以在垂直于平面ABC的竖直平面内作圆周运动

 

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