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如图所示,在竖直平面内,由倾斜轨道AB、水平轨道BC和半圆形轨道CD连接而成的光...

如图所示,在竖直平面内,由倾斜轨道AB、水平轨道BC和半圆形轨道CD连接而成的光滑轨道,AB与BC的连接处是半径很小的圆弧,BC与CD相切,圆形轨道CD的半径为R.质量为m的小物块从倾斜轨道上距水平面高为h=2.5R处由静止开始下滑.求:
(1)小物块通过B点时速度vB的大小;
(2)小物块通过圆形轨道最低点C时圆形轨道对物块的支持力F的大小;
(3)试通过计算说明,小物块能否通过圆形轨道的最高点D.

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(1)A到B过程由机械能守恒定律即可求得物体通过B点时的速度; (2)物体做圆周运动,则由牛顿第二定律可求得支持力的大小; (3)由动能定理可求得D点的速度,再由牛顿第二定律求出物体通过高点需要的最小速度,比较即可得出物体能否通过最高点. 【解析】 (1)物块从A点运动到B点的过程中, 由机械能守恒得 解得: . (2)物块从B至C做匀速直线运动 ∴ 物块通过圆形轨道最低点C时,做圆周运动, 由牛顿第二定律有: ∴F=6mg. (3)设物块能从C点运动到D点, 由动能定理得: 解得: 物块做圆周运动,通过圆形轨道的最高点的最小速度设为vD1, 由牛顿第二定律得: 可知物块能通过圆形轨道的最高点.
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考点分析:
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(1)用如图所示的实验装置验证牛顿第二定律.
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①完成平衡摩擦力的相关内容:
(i)取下砂桶,把木板不带滑轮的一端垫高,接通打点计时器电源,______(选填“静止释放”或“轻推”)小车,让小车拖着纸带运动.
(ii)如果打出的纸带如图所示,则应______(选填“增大”或“减小”)木板的倾角,反复调节,直到纸带上打出的点迹______,平衡摩擦力才完成.
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②如图所示是某次实验中得到的一条纸带,其中A、B、C、D、E是计数点(每打5个点取一个计数点),其中L1=3.07cm,L2=12.38cm,L3=27.87cm,L4=49.62cm.则打C点时小车的速度为______m/s,小车的加速度是______m/s2.(计算结果均保留三位有效数字)
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(2)用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”
①下列物理量需要测量的是______、通过计算得到的是______(填写代号)
A.重锤质量                B.重力加速度
C.重锤下落的高度          D.与下落高度对应的重锤的瞬时速度
②设重锤质量为m、打点计时器的打点周期为T、重力加速度为g.图b是实验得到的一条纸带,A、B、C、D、E为相邻的连续点.根据测得的s1、s2、s3、s4写出重物由B点到D点势能减少量的表达式______,动能增量的表达式______
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-2s2)8T2 查看答案
两辆发动机功率相同且恒定、质量不同的汽车,在平直路上行驶时,所受的阻力与车重成正比,下列结论正确的是( )
A.两车达到的最大动能相同
B.车的最大速率与质量成反比
C.两车具有相同的最大速率
D.车达到最大速率时合外力为零
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如图,物体从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上.在a点时物体开始与弹簧接触,到b点时物体速度为零.则从a到b的过程中,物体( )
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A.动能一直减小
B.重力势能一直减小
C.所受合外力先增大后减小
D.动能和重力势能之和一直减少
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由于轨道调整的需要,“嫦娥二号”绕月做圆周运动的半径减小,则它的( )
A.线速度变小
B.加速度变大
C.周期变大
D.向心力变大
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如图所示,人站在自动扶梯上不动,随扶梯匀速上升的过程中( )
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A.人克服重力做功,重力势能增加
B.支持力对人做正功,人的动能增加
C.合外力对人不做功,人的动能不变
D.合外力对人不做功,人的机械能不变
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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