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如图所示,一压缩的轻弹簧左端固定,右端与一滑块相接触但不拴接,滑块质量为m,A点...

如图所示,一压缩的轻弹簧左端固定,右端与一滑块相接触但不拴接,滑块质量为m,A点左侧地面光滑,滑块与水平地面AB段间的动摩擦因数为0.2,AB的长度为5R,现将滑块由静止释放,当滑块被弹到A点时弹簧恰恢复原长,之后滑块继续向B点滑行,并滑上光滑的半径为R的光滑圆弧轨道BCC点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台,沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q,平台旋转时两孔均能达到C点的正上方若滑块滑过C点后从P孔穿出,又恰能从Q孔穿过落回已知压缩的轻弹簧具有的弹性势能为4.5mgR空气阻力可忽略不计,求:

(1)滑块通过B点时对地板的压力;

(2)平台转动的角速度ω应满足什么条件(用g、R表示)

(3)小物体最终停在距A点多远处?(假设小物体每次与弹簧碰撞时没有机械能损失)

 

(1)8mg(2)(3)2.5R 【解析】(1)从释放滑块到滑至B点过程中由动能定理可得 解得 在B点,合外力提供向心力, 联立解得,根据牛顿第三定律可得滑块对地面的压力为8mg (2)滑块从B点到P点的运动,机械能守恒, ,解得 滑块穿过P孔后再回到平台所用时间 要想实验上述过程,必须满足 解得 (3)滑块第一次回到B点时的速度大小仍为,方向水平向左,若能第二次到达B点,设速度为,则此过程由: ,解得 从B点冲上圆弧轨道至最高点的过程中,由机械能守恒可得: 解得,所以滑块不会再碰到转盘 滑块再次回到B点的速度仍为,接下来的过程中由动能定理可得,解得x=7.5R 所以滑块最终停下来的位置距A点的距离为2.5R  
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某汽车发动机的额定功率为60kW,汽车质量为5t,汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.1倍。(g取10m/s2)

(1)若汽车以额定功率启动,则汽车所能达到的最大速度是多少?

(2)当汽车速度达到5m/s时,其加速度是多少?

(3)若汽车以恒定加速度0.5m/s2启动,则其匀加速过程能维持多长时间?

 

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我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施,大约用十年左右时间完成,这极大地提高了同学们对月球的关注程度。以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题,请你解答:

(1)若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G,月球绕地球运动的周期为T,且把月球绕地球的运动近似看作是匀速圆周运动。试求出月球绕地球运动的轨道半径r。

(2)若某位宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球某水平表面上方h高处以速度V0水平抛出一个小球,小球落到月球表面时距抛出点的水平距离为s。已知月球半径为R月,万有引力常量为G。试求出月球的质量M月。

 

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长为L的轻质细线,拴一质量为m的小球,一端固定于O点,让小球在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动),如图所示,已知摆线与竖直方向的夹角是α,求:

(1)细线的拉力F;

(2)小球运动的线速度的大小。

 

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如图所示是某同学探究动能定理的实验装置.已知重力加速度为g,不计滑轮摩擦阻力,该同学的实验步骤如下:

a.将长木板倾斜放置,小车放在长木板上,长木板旁放置两个光电门AB,砂桶通过滑轮与小车相连.

b.调整长木板倾角,使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑,测得砂和砂桶的总质量为m.

c.某时刻剪断细绳,小车由静止开始加速运动.

d.测得挡光片通过光电门A的时间为Δt1,通过光电门B的时间为Δt2,挡光片宽度为d,小车质量为M,两个光电门AB之间的距离为L.

e.依据以上数据探究动能定理.

(1)根据以上步骤,你认为以下关于实验过程的表述正确的是________

A.实验时,先剪断细绳,后接通光电门

B.实验时,小车加速运动的合外力为FMg

C.实验过程不需要测出斜面的倾角

D.实验时,应满足砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M

(2)小车经过光电门AB的瞬时速度为vB________vA________.如果关系式___________在误差允许范围内成立,就验证了动能定理.

 

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如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均为4.9cm,如果g取9.8m/s2,那么:

(1)闪光的时间间隔是_______s;

(2)小球运动中水平分速度的大小是_______m/s;

(3)小球经过B点时竖直向下的分速度大小是_______m/s。

 

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