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如图所示,粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道.光滑半圆轨道半径为...

如图所示,粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道.光滑半圆轨道半径为R,两个光滑半圆轨道连接处CD之间留有很小空隙,刚好能够使小球通过,CD之间距离可忽略.粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为h.从A点静止释放一个可视为质点的小球,小球沿翘尾巴的S形轨道运动后从E点水平飞出,落到水平地面上,落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为s.已知小球质量m,不计空气阻力,求:

1)小球从E点水平飞出时的速度大小;

2)小球运动到半圆轨道的B点时对轨道的压力;

3)小球沿翘尾巴S形轨道运动时克服摩擦力做的功.

 

(1)(2),方向竖直向下;(3) 【解析】试题分析:(1)小球从E点水平飞出做平抛运动,设小球从E点水平飞出时的速度大小为vE,由平抛运动规律得:s=vEt 4R=gt2 联立解得: (2)小球从B点运动到E点的过程,机械能守恒,根据机械能守恒定律得: mvB2=mg4R+m vE2 解得: 在B点,根据牛顿第二定律得: 得: 由牛顿第三定律可知小球运动到B点时对轨道的压力为,方向竖直向下 (3)设小球沿翘尾巴的S形轨道运动时克服摩擦力做的功为W,则 mg(h−4R)−W=m vE2 得W=mg(h−4R)− 考点:牛顿第二定律的应用;动能定理 【名师点睛】解决本题的关键理清运动的过程,把握每个过程和状态的规律,知道竖直平面内的圆周运动在最高点和最低点由合外力提供向心力,综合运用牛顿定律和动能定理进行解题。  
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考点分析:
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如图所示,传送带始终保持v=3 m/s的速度顺时针运动,一个质量为m=1.0 kg,初速度为零的小物体放在传送带的左端,若物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.15,传送带左右两端距离为x=4.5 m(g=10 m/s2).

(1)求物体从左端到右端的时间;

(2)求物体从左端到右端的过程中产生的内能;

(3)设带轮由电动机带动,求为了使物体从传送带左端运动到右端而多消耗的电能.

 

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有一辆汽车的质量为2×103kg,额定功率为9×104W.汽车在平直路面上由静止开始运动,所受阻力恒为3×103N.在开始起动的一段时间内汽车以1m/s2的加速度匀加速行驶.从开始运动到停止加速所经过的总路程为270m.求:

(1)汽车匀加速运动的时间;

(2)汽车能达到的最大速度;

(3)汽车从开始运动到停止加速所用的时间.

 

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如图所示,光滑1/4圆弧的半径为0.8m,有一质量为1.0kg的物体自A点从静止开始下滑到B点,然后沿水平面前进4.0m,到达C点停止。g10m/s2求:

1物体到达B点时的速率

2在物体沿水平面运动的过程中摩擦力做的功

(3)物体与水平面间的动摩擦因数

 

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验证机械能守恒定律的实验中,已知打点计时器所用的交流电的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g980m/s2,测得所用的重物的质量为100kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带如图所示把第一个点记做O,另选连续的四个点ABCD作为测量的点。经测量知道ABCD四个点到O点的距离分别为6299cm7014cm7767cm8558cm。根据以上数据可以计算出

(1)打点计时器打下计数点C时,物体的速度________m/s(结果保留三位有效数字);

(2)重物由O点运动到C点,重力势能的减少量△EP= _______J(结果保留三位有效数字);动能的增加量△Ek= _______ J(结果保留三位有效数字)。

(3)通过计算,数值上△EP_____△Ek(填“<”、“ >”或 “=”), 这是实验存在误差的必然结果,该误差产生的主要原因是___________________________________

4根据纸带提供的数据,在误差允许的范围内,重锤从静止开始到打出C点的过程中,得到的结论是_________

 

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在用图所示的实验装置来验证机械能守恒定律时,某同学的以下做法中正确的是(  )

A. 必须用秒表测出重物下落的时间

B. 实验操作时,注意手提着纸带使重物靠近计时器,先接通计时器电源,然后松开纸带

C. 如果打点计时器不竖直,重物下落时,其重力势能有一部分消耗在纸带摩擦上,就会造成重力势能的变化小于动能的变化

D. 验证时,可以不测量重物的质量

 

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