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如图所示,一轨道由半径为2m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度L=3.5m的水平直...

如图所示,一轨道由半径为2m的四分之一竖直圆弧轨道AB和长度L=3.5m的水平直轨道BCB点平滑连接而成。现有一质量为0.2kg的滑块从A点无初速度释放,经过圆弧上B点时,传感器测得轨道所受压力大小为4.5N,然后经过水平直轨道BC,从C点水平飞离轨道,落到水平地面上的P点,PC两点间的高度差为3.2m。滑块运动过程中可视为质点,且不计空气阻力。(g10m/s2

(1)求滑块运动至B点时的速度大小;

(2)若滑块与水平直轨道BC间的动摩擦因数μ0=0.3,求PC两点的水平距离;

(3)P点沿图中虚线安放一个竖直挡板,若滑块与水平直轨道BC间的动摩擦因数可调,问动摩擦因数取何值时,滑块击中挡板时的速度最小,并求此最小速度。

 

(1)5m/s;(2)1.6m;(3),4m/s 【解析】 (1)在B点滑块做圆周运动,则有 解得 v=5m/s (2)在BC段,滑块做匀减速运动,根据牛顿第二定律可知: -μ0mg=ma 解得 由,解得 vC=2m/s 滑块从C点做平抛运动,则在竖直方向 解得 PC的水平位移为 x′=vCt=1.6m (3)设BC间的摩擦因数为μ,则到达C点的速度为v′,则加速度大小为 a′=μg 根据,得 从C点做平抛运动,击中挡板所需时间为t′,则有 在竖直方向获得的速度为vy=gt′,击中挡板的速度为 当且仅当,v″取最小值,解得 ,  
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考点分析:
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如图所示,在沿水平直线运动的客车顶部用两根轻绳悬挂质量为m的重物,其中AO绳与水平方向的夹角α=30°BO绳与水平方向的夹角β=60°。重力加速度为g

(1)若客车在做匀速直线运动,求两根绳子拉力分别为多大;

(2)AO绳和BO绳的拉力大小相等,求客车的加速度大小及方向;

(3)若客车的加速度大小a=g,方向向右,求两根绳子拉力分别为多大。

 

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运动员把冰壶沿水平冰面投出,让冰壶在冰面上自由滑行,在不与其它冰壶碰撞的情况下,最终停在远处的某个位置。按比赛规则,投掷冰壶运动员的队友,可以用毛刷在冰壶滑行前方来回摩擦冰面,减小冰面的动摩擦因数以调节冰壶的运动。运动员以4m/s的速度投掷冰壶甲,做加速度为0.25m/s2匀减速直线运动。另一个运动员也以4m/s的速度将冰壶乙投出,滑行4s后其队友开始在其滑行前方摩擦冰面直至冰壶停下,发现冰壶乙比甲多滑行4.5mg10m/s2,求:

(1)冰壶甲能在冰面上滑行的距离;

(2)冰壶乙在摩擦冰面后的加速度大小;

(3)冰壶乙运动的平均速度。

 

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用如图甲所示的装置可以完成两个实验,实验一“探究小车速度随时间的变化规律的实验”,实验二“探究加速度与力、质量的关系”。

 

(1)这两个实验中,必须要平衡阻力的是______

A、仅实验一 B、仅实验二 C、两个实验都要

(2)要求托盘及其中重物总质量远小于小车质量的实验是______

A、仅实验一 B、仅实验二 C、两个实验都要

(3)关于实验二的操作,下列做法正确的是______

A、调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行

B、在调节木板倾斜角度平衡阻力时,应该将装有砝码的托盘通过定滑轮拴在小车上

C、实验时,先放开小车再接通打点计时器的电源

D、通过增减小车上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度

(4)图乙为实验二中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的8个计数点01234567。已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端,则纸带上计数点3时的速度大小v=______m/s,此次实验中小车运动的加速度的测量值a=______m/s2。(此两空结果均保留两位有效数字)

 

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某探究小组在物理实验室做“探究求合力的方法”的实验。实验室现有的器材有:方木板一块,白纸一张,量程为5N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套)一条,图钉(若干个)。

(1)除了现有的,实验还需要的测量工具是______

(2)实验时,主要的步骤是:

①如图甲所示,在铺有白纸的水平木板上,橡皮条一端固定在A点,另一端拴两个细绳套;

②如图乙所示,用两个弹簧测力计互成角度地拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点伸长到某位置并记为O点,记下此时弹簧测力计的示数F1F2______

③如图丙所示,用一个弹簧测力计拉橡皮条,使绳与橡皮条的结点拉到O点。记下此时细绳的方向及弹簧测力计的示数F______N

④如图丁所示,已按一定比例作出了F1F2F力的图示。探究小组的紫珠和黑柱同学都猜想三个力的大小和方向符合“平行四边形”的规律。如何检验猜想呢?紫珠同学提出用虚线把拉力F的箭头端分别与F1F2的箭头端连接,看看所围成的形状是不是像一个平行四边形;黑柱同学则认为应该以F1F2为邻边做平行四边形,看看所得平行四边形的对角线是不是几乎与F重合。关于这两种检验方案,你认为合理的是:______

A.只有紫珠同学的方案合理 B.只有黑柱同学的方案合理 C.两个方案都合理

 

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如图,在竖直平面内固定半径为r的光滑半圆轨道,小球以水平速度v0从轨道外侧面的A点出发沿圆轨道运动,至B点时脱离轨道,最终落在水平面上的C点,不计空气阻力、下列说法正确的是(  

A.AB过程,小球沿圆切线方向加速度逐渐增大

B.AB过程,小球的向心力逐渐增大

C.BC过程,小球做变加速曲线运动

D.若从A点静止下滑,小球能沿圆轨道滑到地面

 

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