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为了研究过山车的原理,物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为37°、长...

为了研究过山车的原理,物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接,如图所示。一个小物块以初速度v0=4.0m/s,从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数u=0.50(g取10m/s2满分5 manfen5.com)求:

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(1)小物块的抛出点和A点的高度差;

(2)要使小物块不离开轨道,并从水平轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件;

(3)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件。

 

(1)0.45m  (2)  (3) 【解析】 试题分析:(1)小物块做平抛运动,经时间t到达A处时,速度沿斜面方向与水平夹角37度,设高度差为h,水平分速度为vx,竖直分速度为vy                            由以上两式得 h=0.45m                      (2)物体落在斜面上后,受到斜面的摩擦力 设物块进入圆轨道最高点时有最小速度v1,此时物块受到的重力恰好提供向心力,令此时半径为R0 物块从抛出到圆轨道最高点的过程中 联立上式,解得:R0=0.66m 所以要使物块从水平轨道DE滑出,圆弧轨道的半径     (3)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道AB,则物块上升的高度应该小于或等于轨道半径    所以要使物块能够滑回倾斜轨道AB,则          考点:平抛运动 动能定理  圆周运动
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考点分析:
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采用图甲所示的装置探究加速度与力和质量的关系, 通过改变小托盘和砝码总质量m来改变小车受到的合外力,通过加减钩码来改变小车总质量M.

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(1)实验中需要平衡摩擦力,应当取下         (选填“小车上的钩码”、“小托盘和砝码”或“纸带”),将木板右端适当垫高,直至小车在长木板上运动时,纸带上打出来的点间距相等.

(2)图乙为实验中得到的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6为计数点,相邻两计数点间还有4个打点未画出.所用交流电的频率为50Hz,从纸带上测出x1=3.20cm,x2=4.74cm,x3=6.30cm,x4=7.85cm,x5=9.41cm,x6=10.96cm.小车运动的加速度大小为           m/s2(结果保留三位有效数字).

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(3)此实验中有三个变化的物理量,在实验中我们采用的方法是          

(4)在研究加速度与力的关系时我们得到了如图丙所示的图像,图像不过原点原因是           。曲线上部弯曲的原因       

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游标卡尺的主尺的最小分度是1mm,游标上有20个小的等分刻度。用它测量一小球的直径,如图所示的读数是     mm。用螺旋测微器测量一根金属丝的直径,如图所示的读数是    mm。

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如图所示小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P,然后落回水平面.不计一切阻力.下列说法正确的是(   )

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A.小球落地点离O点的水平距离为2R

B.小球落地点时的动能为5mgR/2

C.小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰好为零.

D.若将半圆弧轨道上部的1/4圆弧截去,其他条件不变,则小球能达到的最大高度比P点高0.5R.

 

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如图所示,AB为半圆环ACB的水平直径,C为环上的最低点,环半径为R。一个小球从A点以速度v0水平抛出,不计空气阻力。则下列判断正确的是   (    )

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A.要使小球掉到环上时的竖直分速度最大,小球应该落在C点

B.即使v0取值不同,小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角也相同

C.若v0取值适当,可以使小球垂直撞击半圆环

D.无论v0取何值,小球都不可能垂直撞击半圆环

 

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如图甲所示,用一水平力F拉着一个静止在倾角为q的光滑斜面上的物体,逐渐增大F,物体做变加速运动,其加速度a随外力F变化的图像如图乙所示,根据图乙中所提供的信息可以计算出 (g=10m/s2)(   )

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A.物体的质量                

B.斜面的倾角

C.物体能静止在斜面上所施加的最小外力

D.加速度为6 m/s2时物体的速度

 

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试题属性

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