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如图,一轻弹簧原长为2R,其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处,另...

如图,一轻弹簧原长为2R,其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处,另一端位于直轨道上B处,弹簧处于自然状态,直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于C,AC=7R,A、B、C、D均在同一竖直面内。质量为m的小物块PC点由静止开始下滑,最低到达E点(未画出),随后P沿轨道被弹回,最高点到达F点,AF=4R,已知P与直轨道间的动摩擦因数重力加速度大小为g。(取

(1)求P第一次运动到B点时速度的大小。

(2)求P运动到E点时弹簧的弹性势能。

(3)改变物块P的质量,将P推至E点,从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后,恰好通过G点。G点在C点左下方,与C点水平相距竖直相距R,P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量

 

(1)(2)(3), 【解析】 试题(1)根据题意知,B、C之间的距离l为 l=7R–2R① 设P到达B点时的速度为vB,由动能定理得 ② 式中θ=37°,联立①②式并由题给条件得 ③ (2)设BE=x。P到达E点时速度为零,设此时弹簧的弹性势能为Ep。P由B点运动到E点的过程中,由动能定理有 ④ E、F之间的距离l1为 l1=4R–2R+x⑤ P到达E点后反弹,从E点运动到F点的过程中,由动能定理有 Ep–mgl1sin θ–μmgl1cos θ=0⑥ 联立③④⑤⑥式并由题给条件得 x=R⑦ ⑧ (3)设改变后P的质量为m1。D点与G点的水平距离x1和竖直距离y1分别为⑨ ⑩ 式中,已应用了过C点的圆轨道半径与竖直方向夹角仍为θ的事实。 设P在D点的速度为vD,由D点运动到G点的时间为t。由平抛运动公式有 ⑪ x1=vDt⑫ 联立⑨⑩⑪⑫式得 ⑬ 设P在C点速度的大小为vC。在P由C运动到D的过程中机械能守恒,有 ⑭ P由E点运动到C点的过程中,同理,由动能定理有 ⑮ 联立⑦⑧⑬⑭⑮式得 ⑯
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考点分析:
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如图所示,一儿童玩具静止在水平地面上,一名幼儿用沿与水平面成30°角的恒力拉着它沿水平地面运动,已知拉力F6.5  N,玩具的质量m1 kg,经过时间t2.0 s,玩具移动了距离x2 m,这时幼儿将手松开,玩具又滑行了一段距离后停下.(g10 m/s2)求:

(1)玩具与地面间的动摩擦因数.

(2)松手后玩具还能滑行多远?

(3)当力F与水平方向夹角θ为多少时拉力F最小?

 

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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直,导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动.

(1)某次实验测得倾角θ30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时mM组成的系统动能增加量可表示为ΔEk_________,系统的重力势能减少量可表示为ΔEp________,在误差允许的范围内,若ΔEkΔEp,则可认为系统的机械能守恒.(用题中字母表示)

(2)在上述实验中,某同学改变AB间的距离,作出的v2d图象如图乙所示,并测得Mm,则重力加速度g________m/s2.

 

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某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实验装置如图(a)所示:轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接.向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.

(1)实验中涉及到下列操作步骤:

把纸带向左拉直

松手释放物块

接通打点计时器电源

向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量

上述步骤正确的操作顺序是__(填入代表步骤的序号).

(2)图(b)中ML纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果.打点计时器所用交流电的频率为50Hz.由M纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为__m/s.比较两纸带可知,__(填“M”“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大.

 

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如图所示,AB两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上,BC两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C球放在水平地面上。现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4mBC的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态。释放A后,A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。下列说法正确的是(  )

A.斜面倾角

B.A获得最大速度为

C.C刚离开地面时,B的加速度最小

D.从释放AC刚离开地面的过程中,AB两小球组成的系统机械能守恒

 

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总质量为m的汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶时,发动机的功率为P,司机为合理进入限速区,减小了油门,使汽车功率立即减小到P并保持该功率继续行驶,设汽车行驶过程中所受阻力大小不变,从司机减小油门开始,汽车的速度图像如图所示,t1时刻后,汽车做匀速运动,汽车因油耗而改变的质量可忽略。则在0~t1时间内,下列说法正确的是(  )

A.t0时,汽车的加速度大小为

B.汽车的牵引力一直减小

C.克服阻力所做的功为mPt1

D.汽车行驶的位移为

 

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