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如图所示,为一物体传送装置,传送带CD与圆弧轨道AB、与斜面DE均光滑接触。质量...

如图所示,为一物体传送装置,传送带CD与圆弧轨道AB、与斜面DE均光滑接触。质量为M的物体(物体可视为质点),沿圆弧轨道下滑至最低点B时,对轨道压力大小为FB=3Mg,随后无能量损失的冲上传送带CD,传送带速度为v0=6m/s,方向如图。物体与传送带,物体与斜面之间的动摩擦因数均为µ=0.5,斜面DE与水平方向的夹角θ=37°,圆弧轨道半径R=0.8mCD间长度L=0.9m,物体质量M=0.5kg。(sin37°=0.6cos37°=0.8

(1)物体沿圆弧轨道下滑至圆弧轨道最低点B时的速度大小;

(2)设物体离开D点后,立即脱离传送带而水平抛出,求:

①物体离开D点后落到斜面DE上的速度大小;

②若物体与斜面发生碰撞后,将损失垂直斜面方向的速度,而只保留了沿斜面方向的速度,碰撞时间为,求:

a.碰撞后物体沿斜面下滑的初速度大小;

b.碰撞过程中斜面对物体在垂直斜面方向的平均作用力大小。

 

(1)4m/s;(2)①;②a.,b.7N 【解析】 (1)由题意可知在B点时合力提供向心力有 FB=3Mg 代入数据可解得 (2)①物体在传送带上运动时有 代入数据可解得 当物体速度达到传送带速度时根据运动学公式有 解得 所以物体到D点时还没有达到传送带速度,故有 代入数据解得 m/s 接着物体从D点抛出,根据平抛运动规律有 , 所以 代入数据解得 此时竖直方向的速度 所以落到斜面DE上的速度大小为 ②a.由题意可知碰撞后物体沿斜面下滑的速度为 代入数据可解得 b.碰撞前物体垂直斜面速度大小 代入数据可解得 碰撞过程中物体在垂直斜面方向加速度大小为 根据牛顿第二定律有 代入数据可得斜面对物体在垂直斜面方向的平均作用力为 N=7N  
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摩天大楼中一部客运电梯,行程超过百米,电梯的简化模型如图所示,考虑安全舒适、省时等因素,电梯的加速度a随时间t是变化的。已知电梯在t=0时由静止开始竖直下降,a-t图象如图所示,忽略一切阻力,重力加速度g=10m/s2

(1)质量m=50kg的人竖直站立在电梯中,求t=2s时,人对电梯的压力大小。

(2)类比是一种常用的研究方法,对于直线运动,教科书中讲解了由v-t图象求位移的方法。求:

①电梯竖直下降的最大速度;

②电梯匀减速下降的位移大小。

 

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20191217日,首艘国产航母“山东”号在海南省三亚军港正式交付。中国航母舰载机歼-15通过滑跃式起飞方式起飞,如图所示。飞机起飞的跑道可简化为如图所示模型。飞机由静止开始先在一段水平距离为L1=160m的水平跑道上运动,然后在长度为L2=20.5m的倾斜跑道上运动,直到起飞。已知飞机的质量m=2.0×104kg,其喷气发动机的推力大小恒为F=1.4×105N,方向与速度方向相同,水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h=2.05m,设飞机在水平跑道上和倾斜跑道上运动的过程中受到摩擦的平均阻力大小都为飞机重力的0.2倍,发动机推动力大小不变,航母处于静止状态,飞机质量视为不变,倾斜跑道看作斜面,不计拐角处的影响。求:

(1)飞机在水平跑道上运动的加速度大小;

(2)飞机滑跃起飞时的速度大小。

 

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如图所示,木块质量为m=10.0kg,木块与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,受到方向与水平方向成θ37°角斜向右上方的恒力F50N作用,g10m/s2sin37°=0.60cos37°=0.80

(1)求木块从静止开始沿水平面做匀变速直线运动的加速度;

(2)若在恒力F作用t12.0s后撤去恒力F,求:

①撤去恒力F后木块运动的时间;

②木块从静止开始运动到停止运动的总位移。

 

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某同学将一个小球在距水平地面h=0.8m高的平台边缘处水平击出,测出小球落地时的平抛水平距离s=1.2m,不计空气阻力,g10m/s2,求:

(1)小球在空中运动的时间;

(2)小球被击出时的水平初速度;

(3)小球落地时的速度大小。

 

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图甲为“探究加速度与物体所受合外力、物体质量的关系”的实验装置示意图,砂和砂桶的总质量为m,小车和砝码的总质量为M

 

(1)如图乙所示为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带,打点计时器所用交流电的频率为50Hz,纸带上OABCDE为六个相邻的计数点(两相邻计数点间还有4个点迹没有画出),通过测量和计算可知,x1x2x3x4x5分别为4.50cm5.28cm6.07cm6.85cm7.63cm。则打点计时器打下相邻计数点的时间间隔为_______s,根据上述数据,可知小车拖动纸带运动的加速度的测量值为_______m/s2(计算结果保留3位有效数字)。

(2)实验中用砂和砂桶总重力的大小作为细线对小车拉力的大小,在探究外力不变的情况下加速度与质量之间的关系时,用到了小车的加速度a与小车和砝码总质量的倒数关系的图象。以下关于该实验的说法中正确的是_______。(选填选项前的字母)

A.需要用天平测量小车和砝码的总质量M

B.实验需要保证的条件是小车和砝码的总质量远大于砂和砂桶的总质量

C.实验前需要将固定打点计时器一侧的木板垫高一些,其目的是为了增大小车下滑的加速度

D.实验时如果没有将固定打点计时器一侧的木板垫高一些,将会导致a-图象不是一条直线

(3)某组同学用上述实验器材在探究质量不变的情况下,加速度与外力之间的关系时,将所获得的6组数据对应地绘制在图所示的a-F图中,请你根据图中点迹,绘制一条可以反映加速度和拉力关系的图线____________________________

(4)根据第(3)问中你所绘制的图线,可反映出该组同学在实验操作中的不妥之处是___________

 

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