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如图,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连...

如图,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O点为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,AC两点等高.质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O点等高的D点,g10m/s2

(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ

(2)若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值;

(3)若滑块离开C点的速度大小为10m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的时间t

 

(1)0.375;(2)2m/s;(3)0.1s 【解析】 (1)滑块从A到D过程,根据动能定理有 整理得  (2)若滑块能到达C点,根据牛顿第二定律有 因 FN≥0,解得 滑块从A到C的过程,由根据动能定理有 解得 (3)离开C点做平抛运动,则有 x=vCt y=gt2 又由几何关系有 联立代入得 t=0.1s  
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考点分析:
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如图甲所示,质量m=2kg的物体静止在光滑的水平面上,t=0时刻,物体受到一个变力F作用,t=1s时,撤去力F,某时刻物体滑上倾角为37°的粗糙斜面;已知物体从开始运动到斜面最高点的vt图象如图乙所示,不计其他阻力,g10m/s2.求:

(1)变力F做的功;

(2)物体从斜面底端滑到最高点过程中服摩擦力做功的平均功率;

(3)物体回到出发点的速度。

 

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如图所示,竖直平面内半径为R=0.5m的光滑半圆形轨道,与水平轨道AB相连接,AB的长度为x=2.5m。一质量为m=1kg的小球,在水平恒力F作用下由静止开始从AB运动,小球与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.3,到B点时撤去力F,小球沿圆轨道运动到最高点时对轨道的压力为40N,重力加速度为g。求:

(1)小球在C点的速度大小;

(2)恒力F的大小.

 

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某研究性学习小组利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图甲所示。当气垫导轨正常工作时导轨两侧喷出的气体使滑块悬浮在导轨上方,滑块运动时与导轨间的阻力可忽略不计。在气垫导轨上相隔一定距离L的两处安装两个光电传感器AB,滑块P上固定一遮光条,若光线被遮光条遮挡,光电传感器会输出高电压,两光电传感器采集数据后与计算机相连。滑块在细线的牵引下向左加速运动,遮光条经过光电传感器AB时,通过计算机可以得到如图乙所示的电压U随时间t变化的图线。

(1)当采用图甲的实验装置进行实验时,下列说法中正确的是____

A.滑块P机械能守恒

B.钩码Q机械能守恒

C.滑块P和钩码Q组成的系统机械能守恒

D.以上三种说法都正确

(2)实验前,接通电源,将滑块(不挂钩码)置于气垫导轨上,轻推滑块,当图乙中的△t1____t2(选填“>”“=”“<”)时,说明气垫导轨已经水平。

(3)滑块P用细线跨过气垫导轨左端的定滑轮与质量为m的钩码Q相连,将滑块P由图甲所示位置释放,通过计算机得到的图象如图乙所示,若△t1、△t2、遮光条宽度d、滑块质量M、钩码质量m已知,若上述物理量间满足关系式______________,则表明在上述过程中,滑块和钩码组成的系统机械能守恒。

(4)若遮光条宽度d=8.400mmAB间的距离L=160.00cm,△t1=8.40×103s,△t2=4.20×103s,滑块质量M=180g,钩码Q质量m=20g,则滑块从A运动到B的过程中系统势能的减少量△Ep=_______J,系统动能的增量△Ek=________J(g=9.80m/s2,计算结果保留三位有效数字)

 

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重物m系在上端固定的轻弹簧下端,用手托起重物,使弹簧处于竖直方向,弹簧的长度等于原长时,突然松手,重物下落的过程中,对于重物、弹簧和地球组成的系统来说,下列说法正确的是

A.重物的动能最大时,重力势能和弹性势能的总和最小

B.重物的重力势能最小时,动能最大

C.弹簧的弹性势能最大时,重物的动能最小

D.重物的重力势能最小时,弹簧的弹性势能最大

 

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质量为2kg的物体被人由静止开始向上提升2.5m后速度达到2m/sg10m/s2,则下列判断正确的是(  )

A.人对物体做的功是54J

B.合外力对物体做功4J

C.物体克服重力做功50J

D.人对物体做的功等于物体增加的机械能

 

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