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如图所示,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO’匀速转动,在圆心O正上方...

如图所示,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO’匀速转动,在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道,与转轴交于O’点。一质量m=1kg的小车(可视为质点)可沿轨道运动,现对其施加一水平拉力F=4N,使其从O’左侧2m处由静止开始沿轨道向右运动。当小车运动到O’点时,从小车上自由释放一小球,此时圆盘的半径OA正好与轨道平行,且A点在O的右侧。小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2

说明: 满分5 manfen5.com

(1)若小球刚好落到A点,求小车运动到O’点的速度大小;

(2)为使小球刚好落在A点,圆盘转动的角速度应为多大?

(3)为使小球能落到圆盘上,小车在水平拉力F作用时运动的距离范围应为多大?

 

(1)1m/s(2)(3)1m~1.125m 【解析】 试题分析:(1)小球下落时间   (3分) (2)小球下落过程中圆盘应恰好转过n圈(n =1,2,3…) …)(3分) (3)小车运动到O′点时的速度范围在0~1m/s之间,小车在拉力作用和撤去拉力情况下的加速度分别为 ,  (1分), (1分) 当v0=0时,F作用的距离为1m  当v0=1m/s时,设F撤去时小车的速度为vt,,(2分) 解得:,则F作用的距离  (1分) 因此F作用的距离范围为1m~1.125m (1分) 考点:动能定理的应用;平抛运动;线速度、角速度和周期、转速.
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考点分析:
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2011年7月11日23时41分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,成功将“天链一号02星”送入太空.火箭飞行约26分钟后,西安卫星测控中心传来的数据表明,星箭分离,卫星成功进入地球同步转移轨道.“天链一号02星”是我国第二颗地球同步轨道数据中继卫星,又称跟踪和数据中继卫星,由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院为主研制.中继卫星被誉为“卫星的卫星”,是航天器太空运行的数据“中转站”,用于转发地球基站对中低轨道航天器的跟踪测控信号和中继航天器发回地面的信息的地球静止通信卫星.

(1)已知地球半径R=6400km,地球表面的重力加速度g=10m/s2,地球自转周期T ="24" h,说明: 满分5 manfen5.com,请你估算“天链一号02星”的轨道半径为多少?(结果保留一位有效数字)

(2)某次有一个赤道地面基站发送一个无线电波信号,需要位于赤道地面基站正上方的“天链一号02星”把该信号转发到同轨道的一个航天器,如果航天器与“天链一号02 星” 处于同轨道最远可通信距离的情况下,航天器接收到赤道地面基站的无线电波信号的时间是多少?已知地球半径为R,地球同步卫星轨道半径为r,无线电波的传播速度为光速c.

 

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科技馆中,有一个模拟万有引力的装置。在如图1所示的类似锥形漏斗固定的容器中,有两个小球在该容器表面上绕漏斗中心轴做水平圆周运动,其运行能形象地模拟了太阳系中星球围绕太阳的运行。图2为示意图,图3为其模拟的太阳系运行图。图2中离中心轴的距离相当于行星离太阳的距离。

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(1)在图3中,设行星A1和B1离太阳距离分别为r1和r2,求A1和B1运行速度大小之比。

(2)在图2中,若质量为m的A球速度大小为v,在距离中心轴为x1的轨道面上旋转,由于受到微小的摩擦阻力,A球绕轴旋转同时缓慢落向漏斗中心。当其运动到距离中心轴为x2的轨道面时,两轨道面之间的高度差为H。求此过程中A球克服摩擦阻力所做的功。

 

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如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置,每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放,并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角θ,获得不同的射程x,最后作出了如图b所示的x-tanθ图象,g=10m/s2。则:由图b可知,小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0=          。实验中发现θ超过60°后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面的长度为          说明: 满分5 manfen5.com

 

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用如图所示的实验装置做“研究平抛物体的运动”实验。对于实验的操作要求,下列说法正确的是 (  )

说明: 满分5 manfen5.com

A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滚下

B.斜槽轨道必须光滑

C.斜槽轨道末端可以不水平

D.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些

 

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如图所示,小球A用不可伸长的细绳悬于O点,在O点的正下方有一固定的钉子B,OB=d,初始时小球A与O同水平面无初速度释放,绳长为L,为使小球能绕B点做完整的圆周运动,则d的取值范围是            。说明: 满分5 manfen5.com

 

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