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如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道与之相切的圆形轨道连接而成,...

如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R.一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动.要求物块能通过圆形轨道最高点,且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg(g为重力加速度).求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围.

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要求物块相对于圆轨道底部的高度,必须求出物块到达圆轨道最高点的速度,在最高点物体做圆周运动的向心力由重力和轨道对物体的压力提供,当压力恰好为0时,h最小;当压力最大时,h最大. 【解析】 若物体恰好能够通过最高点,则有 mg=m 解得v1= 初始位置相对于圆轨道底部的高度为h1, 则根据机械能守恒可得 mgh1=2mgR+ 解得h1= 当小物块对最高点的压力为5mg时, 有5mg+mg= 解得v2= 初始位置到圆轨道的底部的高度为h2, 根据机械能守恒定律可得 mgh2=2mgR+ 解得h2=5R 故物块的初始位置相对于圆轨道底部的高度的范围为
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考点分析:
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炮台高出海面45m,炮弹的水平出口速度为600m/s.如果要使炮弹击中一艘正以36km/h的速度沿直线远离炮台逃跑的敌舰,那么应在敌舰离炮台多远处开炮?(忽略空气阻力,g=10m/s2
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(1)在做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画小球做平抛运动的轨迹.为了能较准确地描绘运动轨迹,下面的操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上   
A.通过调节使斜槽的末端保持水平
B.每次释放小球的位置必须不同
C.每次必须由静止释放小球
D.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格等距离下降
E.小球运动时不应与木板上的白纸相接触
F.将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线
(2)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格纸的边长均为5cm. 
①闪光频率是    Hz.   ②小球运动中水平分速度的大小是    m/s
③小球抛出点    在闪光点a处(填“是”或“不是”).
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如图在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”实验中,图中上下两层水平轨道光滑.实验时把两小车前端细线所挂砝码盘和砝码的重力作为小车所受的拉力,通过控制装置使小车同时开始运动,然后同时停止.
(1)安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使细线    ;实验时,为了减小系统误差,应使砝码盘和砝码的总质量    小车的质量.(选填“远大于”、“远小于”或“等于”)
(2)本实验通过比较小车的位移来比较小车的加速度的大小,能这样比较理由是   
(填入正确选项的序号)
①两小车运动时间相同,加速度与位移成反比
②两小车运动时间相同,加速度与位移成正比
③两小车运动位移相同,加速度与时间成正比
④两小车运动位移相同,加速度与时间成反比.
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如图所示,竖直放置在光滑绝缘环上套有一带正电的小球,匀强电场场强方向水平向右,小球绕O点做圆周运动,那么( )
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A.在A点小球有最大的电势能
B.在嚣点小球有最大的重力势能
C.在C点小球有最大的机械能
D.在D点小球有最大的动能
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三颗人造地球卫星A、B、C在地球的大气层外沿如图所示的轨道做匀速圆周运动,已知mA=mB>mC,则对于三个卫星下列选项正确的是( )
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A.线速度大小的关系是VA>VB=VC
B.周期关系是TA<TB=TC
C.向心力大小的关系是FA>FB>FC
D.向心加速度大小的关系是aA>aB>aC
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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