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如图所示是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图,斜面AB与竖直面内的圆形轨道...

如图所示是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图,斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接,圆形轨道半径为R。一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面滑下,A点距水平面的高度为4R,当它第一次经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力为其重力的7倍,小车恰能完成圆周运动并第二次经过最低点B后沿水平轨道向右运动。已知重力加速度为g,斜面轨道与底面的夹角为530。(sin530=0.8  cos530=0.6)求:

(1)小车第一次经过B点时的速度大小vB;  

(2)小车在斜面轨道上所受阻力与其重力之比k

(3)假设小车在竖直圆轨道左、右半圆轨道部分克服阻力做的功相等,求小车第二次经过竖直圆轨道最低点时的速度大小说明: 6ec8aac122bd4f6e

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

(1)设第一次小车运动到B点的速度大小为vB,受到的支持力为N,根据牛顿第二定律 N-mg=m               ………………2分              解得  vB=                 ………………1分   (2)小车从A点到B点的过程,根据动能定理有           mg4R—kmg5R=              ………………2分                 解得k=0.2                   …………………1分   (3)设小车在圆轨道最高点的速度为vC,重力提供向心力,此时根据向心力公式有mg=m 解得vc=               …………2分 设小车在右半圆轨道上克服阻力做功Wf , 对小车从B点运动到C的点过程,根据动能定理有-mg2R-Wf=- 解得 Wf=mgR          …………………2分  设小车第二次经过B点时的速度为,对小车从B点运动到C点再回到B点的过程,根据动能定理有:               -2Wf = -………………………2分 解得=2                                   ……………2分 【解析】略
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考点分析:
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利用皮带运输机将物体由地面运送到高出水平地面的C平台上,C平台离地面的竖直高度为5m,已知皮带和物体间的动摩擦因数为0.75,运输机的皮带以2m/s的速度匀速顺时针运动且皮带和轮子之间不打滑.(g=10m/s2, tan37°=0.75)

(1)如图所示,若两个皮带轮相同,半径都是25cm,则此时轮子转动的角速度是多大?

(2)假设皮带在运送物体的过程中始终是张紧的.为了将地面上的物体运送到平台上,皮带的倾角θ最大不能超过多少?

(3)皮带运输机架设好之后,皮带与水平面的夹角为θ=30°.现将质量为1kg的小物体轻轻地放在皮带的A处,运送到C处.试求由于运送此物体,运输机比空载时多消耗的能量.

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如图所示,光滑水平面上静止放着长L=1.6m,质量为M=3kg的木板(厚度不计),一个质量为m=1kg的小物体放在木板的最右端,m和M之间的动摩擦因数μ=0.1,今对木板施加一水平向右的拉力F,(g取10m/s2

(1)为使两者保持相对静止,F不能超过多少?

(2)如果F=10N,求小物体离开木板时的速度?

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,斜面倾角370,斜面与平面间由一段圆弧连接,物体在离斜面底端4米处由静止滑下,若物体与斜面和水平面之间的动摩擦因数均为0.5,求物体能在水平面上滑行多远?(g=10m/s2,sin37°=0.6)

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(1)某同学在做“研究匀变速直线运动”实验时,从打下的若干纸带中选出了如图所示的一条(每两点间还有4个点没有画出来),图中上部的数字为相邻两个计数点间的距离。打点计时器的电源频率为50Hz。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

如果用S1、S2、 S3、S4、S5、S6 来表示各相邻两个计数点间的距离,则该匀变速直线运动的加速度的表达式为a=__________________(用符号写出表达式,不要求计算)。

与纸带上D点相对应的瞬时速度v=_________ m/s。(答案要求保留3位有效数字)

(2)某同学探究恒力做功和物体动能变化间的关系,方案如图所示.他想用钩码的重力表示小车受到的合外力,为减小这种做法带来的误差,实验中要采取的两项措施是:

a、                                                                            

b、                                                                         

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(1)图中螺旋测微器的示数是             mm,游标卡尺的示数是        mm。

说明: 6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e

(2)某同学设计了如图的实验:将两个倾斜滑道固定在同一竖直平面内,最下端水平,滑道2与光滑水平板吻接。把两个质量相等的小钢球,从斜面的同一高度由静止开始同时释放,则他将观察到的现象是              ,这说明                  

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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