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如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2 m的光滑1/4圆形轨道,BC段...

如图所示,轨道ABCDAB段为一半径R0.2 m的光滑1/4圆形轨道,BC段为高为h5 m的竖直轨道,CD段为水平轨道.一质量为0.2 kg的小球从A点由静止开始下滑,到达B点时速度的大小为2 m/s,离开B点做平抛运动(g10 m/s2),求:

(1)小球离开B点后,在CD轨道上的落地点到C点的水平距离;

(2)小球到达B点时对圆形轨道的压力大小;

(3)如果在BCD轨道上放置一个倾角θ45°的斜面(如图中虚线所示),那么小球离开B点后能否落到斜面上?如果能,求它第一次落在斜面上的位置距离B点有多远.如果不能,请说明理由.

 

(1)2 m (2)6 N (3)能落到斜面上,第一次落在斜面上的位置距离B点1.13 m 【解析】(1)根据h= gt2得, , 则落地点与C点的水平距离x=vBt=2×1m=2m. (2)根据动能定理得,mgR=mvB2, 解得 , 根据牛顿第二定律得, , 解得 , 由牛顿第三定律知小球到达B点时对圆形轨道的压力大小为6 N,方向竖直向下. (3)如图,斜面BEC的倾角θ=45°,CE长d=h=5 m,因为d>x,所以小球离开B点后能落在斜面上; 假设小球第一次落在斜面上F点,BF长为L,小球从B点到F点的时间为t2; Lcos θ=vBt2 ① ② 联立①②两式得t2=0.4 s;L≈1.13 m. 点睛:本题考查了平抛运动和圆周运动的综合,知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律和圆周运动向心力的来源是解决本题的关键.  
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1)球的角速度在什么范围内,两绳始终张紧。

2)当角速度为3 rads时,上、下两绳拉力分别为多大?

 

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平抛一物体,当抛出1 s后它的速度方向与水平方向成45°,落地时速度方向与水平方向成60°,求:

(1)初速度大小;(2)开始抛出时距地面的高度;(3)水平射程.(g10 m/s2)

 

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在用高级沥青铺设的高速公路上,汽车的设计时速是108 km/h,汽车在这种路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍.如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯,假设弯道的路面是水平的,其弯道的最小半径是多少?事实上在高速公路的拐弯处,路面造得外高内低,路面与水平面间的夹角为θ,且tan θ0.2;而拐弯路段的圆弧半径R200 m.若要使车轮与路面之间的侧向摩擦力等于零,则车速v应为多少?(g10 m/s2)

 

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未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律.悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动.现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄.在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球在平抛运动过程中的多张照片,经合成后,照片如图10乙所示.abcd为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s,照片大小如图中坐标所示,又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,则:

(1)由已知信息,可知a________(选填不是”)小球的抛出点;

(2)由已知信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为________ m/s2

(3)由已知信息可以算出小球平抛的初速度是________ m/s

(4)由已知信息可以算出小球在b点时的速度是________ m/s.

 

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航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态,物体对支持面几乎没有压力,所以在这种环境中已经无法用天平称量物体的质量。假设某同学在这种环境中设计了如图所示的装置(图中O为光滑小孔)来间接测量物体的质量:给待测物体一个初速度,使它在桌面上做匀速圆周运动。设航天器中具有基本测量工具。

(1)实验时需要测量的物理量是:____________

(2)待测物体质量的表达式为m= ___________

 

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