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(10分)如甲图所示,水平光滑地面上用两颗钉子(质量忽略不计)固定停放着一辆质量...

(10分)如甲图所示,水平光滑地面上用两颗钉子(质量忽略不计)固定停放着一辆质量为M=2kg的小车,小车的四分之一圆弧轨道是光滑的,半径为R=0.6m,在最低点B与水平轨道BC相切,视为质点的质量为m=1kg的物块从A点正上方距A点高为h=1.2m处无初速下落,恰好落入小车圆弧轨道滑动,然后沿水平轨道滑行恰好停在轨道末端C。现去掉钉子(水平面依然光滑未被破坏)不固定小车,而让其左侧靠在竖直墙壁上,该物块仍从原高度处无初速下落,如乙图所示。不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失,已知物块与水平轨道BC间的动摩擦因数为μ=0.1,重力加速度g取10 m/s2,求:

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(1)水平轨道BC长度;

(2)小车不固定时物块再次与小车相对静止时距小车B点的距离;

(3)两种情况下由于摩擦系统产生的热量之比.

 

(1)18 m;(2)12m;(3)3:2 【解析】 试题分析:(1)根据动能定理可得,解得x=18 m 。 (2分) (2)到达B点前小车不动,对物块有VB= = 6m/s 之后小车匀加速,物块匀减速,最终二者速度相同 此过程中物块的加速度大小a1== μg =1 m/s2 小车的加速度大小a2= = 0.5 m/s2 设经过时间t速度相同,有:VB - a1t = a2t 解得t = 4 s 共同速度V = 2 m/s 速度相等时物块的位移由,解得X1 = 16 m 速度相等时小车的位移由,解得X2 = 4 m 小车不固定时物块再次停在小车上时距小车B点的距离x´= X1 - X2 = 12m (6分) (3)小车固定时摩擦系统产生的热量,小车不固定时摩擦系统产生的热量,所以3:2 (2分) 考点:力学综合问题 【名师点睛】(1)物块下滑过程,根据能量守恒可得;(2)根据机械能守恒可得物块到B点的速度,利用牛顿第二定律可得轨道对物块的支持力,根据牛顿第三定律可得;(3)根据系统动量守恒可得最终二者一起运动的速度,根据动能定理可得;(4)根据摩擦力做功W=μmgs可求解.本题关键考查能量守恒和动能定理及牛顿第二定律的综合应用。  
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考点分析:
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(10分)如图所示,长为L的细线一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,已知小球在最高点A受到绳子的拉力刚好等于小球自身的重力,O点到水平地面的距离Soc =H且 H>L,重力加速度为g,求:

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(1)小球通过最高点A时的速度VA的大小;

(2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力;

(3)小球运动到A点或B点时细线断裂,小球落到地面对到C点的距离若相等,则L和H应满足什么关系.

 

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(8分)汽车发动机的额定功率为30KW,质量为1000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍(满分5 manfen5.com),求:

(1)汽车在路面上能达到的最大速度;

(2)若汽车以额定功率启动,当汽车速度为5m/s时的加速度;

(3)若汽车从静止开始保持2m/s2的加速度作匀加速直线运动,达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了200m,直到获得最大速度后才匀速行驶。求汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间.

 

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(8分)质量m=0.5 kg的木块静止于水平面上,现在恒力F作用下做匀加速直线运动,已知恒力大小F=5N,方向与水平方向成=37角斜向上,如图所示.2s末撤去此拉力时,木块已滑行的距离s0=12m,(重力加速度g取10 m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8.)求:

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(1)木块与地面间的动摩擦因数;

(2)撤去拉力后,木块继续滑行的距离;

(3)在整个运动过程中,摩擦力对木块做的功.

 

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(9分)为了探究加速度与力、质量的关系,物理兴趣小组成员独立设计了如图所示的实验探究方案,并进行了实验操作。

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(1)在长木板的左端垫上木块的目的是________________________;

(2)实验中用砝码(包括小盘)的重力G=mg的大小作为小车(质量为M)所受拉力F的大小,能够实现这一设想的前提条件是 ________________________;

(3)图乙为小车质量M一定时,根据实验数据描绘的小车加速度a与盘和砝码的总质量m之间的实验关系图象。设图中直线斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿第二定律成立,则小车的质量M为________________________。

 

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(6分)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带如图所示,并在其上取了A.B.C.D.E、F、G等7个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个计时点(图中没有画出),打点计时器接周期为T=0. 02 s的交流电源。经过测量得:d1=3.62 cm,d2=9. 24 cm, d3 =16. 85cm, d4=26. 46 cm, d5=38. 06 cm, d6=51. 67  cm.

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(1)打点计时器在打E点时纸带运动的速度大小为  ______m/s,加速度大小为 ______ m/s2。(结果保留三位有效数字)

(2)如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,那么加速度的测量值 ____________(填“大于”、“等于”或“小于”)实际值。

 

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