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某高速公路的一个出口路段如图所示,情景简化:轿车从出口A进入匝道,先匀减速直线通...

某高速公路的一个出口路段如图所示,情景简化:轿车从出口A进入匝道,先匀减速直线通过下坡路段至B点(通过B点前后速率不变),再匀速率通过水平圆弧路段至C点,最后从C点沿平直路段匀减速到D点停下.已知轿车在A点的速度v0=72km/h,AB长L1=l50m;BC为四分之一水平圆弧段,限速(允许通过的最大速度)v=36km/h,轮胎与BC段路面间的动摩擦因数μ=0.5,最大静摩擦力可认为等于滑动摩擦力,CD段为平直路段长L2=50m,重力加速度g取l0m/s2

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(1)若轿车到达B点速度刚好为v=36km/h,求轿车在AB下坡段加速度的大小;

(2)为保证行车安全,车轮不打滑,求水平圆弧段BC半径R的最小值;

(3)轿车A点到D点全程的最短时间.

 

(1)若轿车到达B点速度刚好为v=36km/h,轿车在AB下坡段加速度的大小为1m/s2; (2)为保证行车安全,车轮不打滑,水平圆弧段BC半径R的最小值为20cm; (3)轿车A点到D点全程的最短时间为23.14 s. 【解析】 试题分析:(1)轿车在AB段做匀减速直线运动,已知初速度、位移和末速度,根据速度位移关系公式求解加速度. (2)轿车在BC段做匀速圆周运动,由静摩擦力充当向心力,为保证行车安全,车轮不打滑,所需要的向心力不大于最大静摩擦力,据此列式求解半径R的最小值. 分三段,分别由运动学公式求解时间,即可得到总时间 【解析】 (1)v0=72km/h=20m/s,AB长L1=l50m,v=36km/h=10m/s,对AB段匀减速直线运动有 v2=﹣2aL1 代入数据解得 a=1m/s2 (2)汽车在BC段做圆周运动,静摩擦力提供向心力, 为了确保安全,则须满足 Ff≤μmg 联立解得:R≥20m,即:Rmin=20cm (3)设AB段时间为t1,BC段时间为t2,CD段时间为t3,全程所用最短时间为t. L1= R=vt2 L2= t=t1+t2+t3 解得:t=23.14 s 答:(1)若轿车到达B点速度刚好为v=36km/h,轿车在AB下坡段加速度的大小为1m/s2; (2)为保证行车安全,车轮不打滑,水平圆弧段BC半径R的最小值为20cm; (3)轿车A点到D点全程的最短时间为23.14 s. 【点评】本题是运动学与动力学综合题,能结合物体的运动情况,灵活选择运动学的公式形式是关键,当不涉及加速度而要求时间时,可用位移等于平均速度乘以时间来求.  
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考点分析:
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某物体质量为m,在光滑水平面上与运动方向相同的恒力F的作用下,发生一段位移L,速度由v1增加到v2

(1)试从牛顿定律出发,导出动能定理的表达式.

(2)运用动能定理解答下面问题,有一质量m=2kg的物体,置于水平面上,在水平恒力F=8N的作用下,使物体由静止开始运动,经过x=4m后,撤去F,问物体还能运动多长距离?已知物体与水平面间动摩擦因数为μ=0.2.(g取10m/s2

 

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用伏安法测一节干电池的电动势E和内电阻r,器材有电压表(0~3~15V)电流表(0~0.6~3A);变阻器R(总电阻20Ω);以及开关S和导线若干.

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(1)根据现有器材设计实验电路并连接电路实物图甲,要求滑动变阻器的滑动头在右端时,其使用的电阻值最大.

(2)由实验测得的7组数据已在图乙的U﹣I图上标出,请你完成图线,并由图线求出E=      V.r=      Ω(小数点后保留两位)

(3)下表为另一组同学测得的数据.可以发现电压表测得的数据变化很小,将影响实验结果的准确性,原因是:     

I/A

0.12

0.20

0.31

0.41

0.50

0.62

U/V

1.47

1.45

1.42

1.40

1.38

1.35

 

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某同学用如图1所示的实验装置“验证机械能守恒定律”,所用重物的质量为0.10kg,打点计时器的周期为0.02s,当地的重力加速度为9.80m/s2

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(1)实验中打出的一条纸带的一部分如图2所示,A、B、C为打点计时器连续打出的几个点,图中数字为各点到重物开始下落时记录点的距离.则从重物开始下落到打下B点,重物的重力势能减少了      J,动能增加了      J.(结果保留三位有效数字)

(2)根据这条纸带的数据,计算出重物实际下落的加速度为a=      m/s2

 

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如图所示,两带电平行板间匀强电场E的方向竖直向上,匀强磁场B的方向水平(垂直纸面向里).某带电小球从光滑绝缘轨道上的A点自由滑下,经过轨道端点P进入板间后恰好沿水平方向做直线运动.现使球从较低的C点开始滑下,经P点进入板间,则球在板间运动的过程中(  )

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A.动能将会增大

B.电势能将会减小

C.所受的电场力将会增大

D.所受的磁场力将会增大

 

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如图所示,长为L、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中,一带电量为+q、质量为m的小球,以初速度v0从斜面底端 A点开始沿斜面上滑,当到达斜面顶端B点时,速度仍为v0,则(  )

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A.若电场是匀强电场,则该电场的电场强度的最小值一定为满分5 manfen5.com

B.A、B两点间的电压一定等于满分5 manfen5.com

C.小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能

D.若该电场是斜面中点正上方某点的点电荷Q产生的,则Q一定是正电荷

 

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