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参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了图示的实验装置,图中水平放置的底板上竖直地...

参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了图示的实验装置,图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板.M 板上部有一半径为R的圆弧形的粗糙轨道,P为最高点,Q为最低点,Q点处的切线水平,距底板高为H.N板上固定有三个圆环.将质量为m的小球从P处静止释放,小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心,落到底板上距Q水平距离为L处.不考虑空气阻力,重力加速度为g.求:

(1)小球到达Q点时的速度大小;

(2)小球运动到Q点时对轨道的压力大小;

(3)小球克服摩擦力做的功.

 

(1)小球到达Q点时的速度大小为L; (2)小球运动到Q点时对轨道的压力大小为mg+; (3)小球克服摩擦力做的功为mgR﹣. 【解析】【解析】 (1)由平抛运动规律可知, 水平方向上有:L=vt, 竖直方向上有:H=gt2, 解得:v==L (2)小球在Q受重力mg和轨道的支持力F支,对抛出点分析,由牛顿第二定律:F支﹣mg=m 解得:F支=mg+ 由牛顿第三定律:F压=F支=mg+ (3)对P点至Q点的过程,应用动能定理有:mgR+Wf=mv2﹣0 解得:Wf=﹣mgR W克f=mgR﹣ 答:(1)小球到达Q点时的速度大小为L; (2)小球运动到Q点时对轨道的压力大小为mg+; (3)小球克服摩擦力做的功为mgR﹣.
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一辆重5 t的汽车,发动机的额定功率为80 kW.汽车从静止开始以加速度a=1 m/s2做匀加速直线运动,车受的阻力为车重的0.06倍.(g10 m/s2)求:

(1)汽车做匀加速直线运动的最长时间;

(2)汽车开始运动后,5 s末和15 s末的瞬时功率.

 

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质量为m=4kg的小物块静止于粗糙水平地面上。现用F=12N的水平恒力拉动小物块,经过时间t=2s,小物块运动了x=4m的距离,取g=10m/s2.求:

(1)物快做匀加速运动加速度a的大小;

(2)物块与地面间的动摩擦因数μ的大小。

 

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如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置。

(1)若已知打点计时器的电源频率为50Hz,当地的重力加速度g=9.80m/s2,重物质量为0.2kg。实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示,打P点时,重物的速度为零,ABC为另外3个连续点,根据图中的数据,可知重物由P点运动到B点,重力势能少量ΔEp=_____J,动能的增加量ΔEk=_____;(计算结果保留3位有效数字)

(2)PB的距离用h表示,打B点时重物的速度为vB,当两者间的关系式满足_______时,说明下落过程中重锤的机械能守恒(已知重力加速度为g);

(3)实验中发现重物增加的动能略小于减少的重力势能,其主要原因是 _______

A.重物的质量过大

B.重物的体积过小

C.电源的电压偏低

D.重物及纸带在下落时受到阻力

 

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重量为100N的木箱放在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速运动由此可知:木箱与地板间的最大静摩擦力是_______ N;如果开始用20N的水平推力推木箱,木箱所受的摩擦力是_______N;如果开始用50N的水平推力推木箱,木箱所受的摩擦力是______N

 

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如图所示,小球以大小不同的初速度水平向右,先后从P点抛出,两次都碰撞到竖直墙壁.下列说法中正确的是(  

A.小球两次碰到墙壁前的瞬时速度相同

B.小球两次碰撞墙壁的点为同一位置

C.小球初速度大时,在空中运行的时间较长

D.小球初速度大时,碰撞墙壁的点在上方

 

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