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如图所示,在距水平地面高h1=1.2m的光滑水平台面上,一个质量m=1kg的小物...

如图所示,在距水平地面高h1=1.2m的光滑水平台面上,一个质量m=1kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住,储存了一定量的弹性势能Ep.现打开锁扣K,物块与弹簧分离后将以一定的水平速度v1向右滑离平台,并恰好从B点沿切线方向进入光滑竖直的圆弧轨道BC.已知B点距水平地面的高h2=0.6m,圆弧轨道BC的圆心O与水平台面等高,C点的切线水平,并与水平地面上长为L=2.8m的粗糙直轨道CD平滑连接,小物块沿轨道BCD运动并与右边的竖直墙壁会发生碰撞,重力加速度g=10m/s2,空气阻力忽略不计.试求:

(1)小物块由A到B的运动时间.

(2)压缩的弹簧在被锁扣K锁住时所储存的弹性势能Ep

(3)若小物块与墙壁碰撞后速度反向、大小变为碰前的一半,且只会发生一次碰撞,那么小物块与轨道CD之间的动摩擦因数μ应该满足怎样的条件.

 

(1)小物块由A到B的运动时间是0.346s. (2)压缩的弹簧在被锁扣K锁住时所储存的弹性势能Ep是2J. (3)μ的取值范围:≤μ< 【解析】 试题分析:首先要清楚物块的运动过程,A到B的过程为平抛运动,已知高度运用平抛运动的规律求出时间. 知道运动过程中能量的转化,弹簧的弹性势能转化给物块的动能. 从A点到最后停在轨道CD上的某点p,物块的动能和重力势能转化给摩擦力做功产生的内能. 根据能量守恒列出能量等式解决问题.由于p点的位置不确定,要考虑物块可能的滑过的路程. 解;(1)小物块由A运动到B的过程中做平抛运动,在竖直方向上根据自由落体运动规律可知, 小物块由A运动到B的时间为:t==s=s≈0.346s (2)根据图中几何关系可知:h2=h1(1﹣cos∠BOC), 解得:∠BOC=60° 根据平抛运动规律有:tan60°=, 解得:v1===2m/s 根据能的转化与守恒可知,原来压缩的弹簧储存的弹性势能为: Ep=mv12==2J (3)依据题意知,①μ的最大值对应的是物块撞墙前瞬间的速度趋于零,根据能量关系有: mgh1+Ep>μmgL 代入数据解得:μ< ②对于μ的最小值求解,首先应判断物块第一次碰墙后反弹,能否沿圆轨道滑离B点,设物块碰前在D处的速度为v2, 由能量关系有:mgh1+Ep=μmgL+mv22 第一次碰墙后返回至C处的动能为:EkC=mv22﹣μmgL 可知即使μ=0,有: mv22=14J mv22=3.5J<mgh2=6J,小物块不可能返滑至B点. 故μ的最小值对应着物块撞后回到圆轨道最高某处,又下滑经C恰好至D点停止, 因此有:mv22≤2μmgL, 联立解得:μ≥ 综上可知满足题目条件的动摩擦因数μ值:≤μ< 答:(1)小物块由A到B的运动时间是0.346s. (2)压缩的弹簧在被锁扣K锁住时所储存的弹性势能Ep是2J. (3)μ的取值范围:≤μ<.  
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光滑平台中心有一个小孔,用细线穿过小孔,两端分别系一个小球A、B,A位于平台上,B置于水平地面上.盘上小球A以速率v=1.2m/s做半径r=30cm的匀速圆周运动.已知小球A、B的质量分别为mA=0.6kg,mB=1.8kg.求:

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(1)经过多长时间铁块运动到木板的左端;

(2)在铁块到达木板左端的过程中,恒力F对铁块所做的功;

(3)在铁块到达木板左端时,铁块和木板的总动能;

(4)此过程因为摩擦而产生的热量.

 

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用如图1实验装置验证m1m2组成的系统机械能守恒.m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.图2给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图2所示.已知m1=50gm2=150g,则(g10m/s2,结果保留两位有效数字)

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2)在打点05过程中系统动能的增量△EK=     J,系统势能的减少量△EP=     J,由此得出的结论是    

3)若某同学作出v2﹣h图象如图3,则当地的实际重力加速度g=     m/s2

 

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A.足球位移大小x=

B.足球初速度的大小v0=

C.足球刚落地时速度大小v=

D.足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tanθ=

 

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