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如图所示,ABC为一细圆管构成的圆轨道,将其固定在竖直平面内,轨道半径为R(比细...

如图所示,ABC为一细圆管构成的圆轨道,将其固定在竖直平面内,轨道半径为R(比细圆管的半径大得多),OA水平,OC竖直,最低点为B,最高点为C,细圆管内壁光滑。在A点正上方某位置有一质量为m的小球(可视为质点)由静止开始下落,刚好进入细圆管内运动。已知细圆管的内径稍大于小球的直径,不计空气阻力。

1)若小球经过C点时恰与管壁没有相互作用,求小球经过C点时的速度大小;

2)若小球刚好能到达轨道的最高点C,求小球经过最低点B时的速度大小和轨道对小球的作用力大小;

3)若小球从C点水平飞出后恰好能落回到A点,求小球刚开始下落时距离A点的高度。

 

(1);(2);;(3)h=1.25R 【解析】 (1)小球通过C点时与管壁无相互作用力,由得 (2)若小球恰好到达最高点C,则通过C点时速度为零,对小球由B到C过程用动能定理有 解得 球经过B点时有 得 (3)小球从C点飞出做平抛运动,则有 得 从开始下落到经过C点,由机械能守恒得 得 h=1.25R  
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考点分析:
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在宇宙探索中,科学家发现某颗行星的质量和半径均为地球的,宇航员登陆到该行星的表面时,将长度L=0.45m的细绳一端固定,另一端系质量m=0.1kg的金属球,并让金属球恰好能在竖直面内作圆周运动。已知地球表面重力加速度g=10m/s2。求:

1)该行星表面的重力加速度g

2)金属球通过最高点时线速度大小;

3)金属球通过最低点时细绳的拉力大小。

 

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某活动小组利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。将气垫导轨调节水平后在上面放上AB两个光电门,滑块通过一根细线与小盘相连。测得小盘和砝码的总质量m,质量为M的滑块上固定的挡光片宽度为d。实验中,静止释放滑块后测得滑块通过光电门A的时间为tA,通过光电门B的时间为tB

1)实验中,该同学还需要测量_________

2)实验测得的这些物理量若满足表达式_____,即可验证系统机械能守恒定律。(用实验中所测物理量相应字母表示)

 

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某实验小组采用如图所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,打点计时器工作频率为50Hz

1)实验中木板略微倾斜,这样做____

A.是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑

B.是为了增大小车下滑的加速度

C.可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功

D.是为了使释放小车后,小车能匀减速下滑

2)本实验中,关于橡皮筋做的功,下列说法中正确的是____

A.橡皮筋做的功可以直接测量大小

B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加

C.橡皮筋在小车运动的全程中始终做功

D.把橡皮筋拉伸为原来的两倍,橡皮筋做功也增加为原来的两倍

3)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条、4……,挂在小车的前端进行多次实验,每次都要把小车拉到同一位置再释放小车.把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为W1,第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W1……;橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次的纸带(如上图所示)求得小车弹开后获得的速度为_________m/s。(结果保留三位有效数字)

4)若Wv2图像应该是一条过原点的倾斜的直线,则说明_______

 

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如图所示,光滑固定的竖直杆上套有小物块 a,不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块 a 和小物块 b,虚线 cd 水平.现由静止释放两物块,物块 a从图示位置上升,并恰好能到达c处.在此过程中,若不计摩擦和空气阻力,下列说法正确的是(

A.物块 a 到达 c 点时加速度为零

B.绳拉力对物块 a 做的功等于物块 a 重力势能的增加量

C.绳拉力对物块 b先做负功后做正功

D.绳拉力对物块 b 做的功在数值上等于物块 b机械能的减少量

 

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质量为500kg的赛车在平直赛道上以恒定功率加速,受到的阻力不变,其加速度a和速度的倒数的关系如图所示,则赛车( )

A.做匀加速直线运动

B.功率为200kW

C.所受阻力大小为2000N

D.速度大小为50m/s时牵引力大小为3000N

 

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