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如图所示,一个半径R=1.0m的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B...

manfen5.com 满分网如图所示,一个半径R=1.0m的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与竖直方向夹角θ=60°,C为轨道最低点,D为轨道最高点.一个质量m=0.50kg的小球(视为质点)从空中A点以v=4.0m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道.重力加速度g取10m/s2.试求:
(1)小球抛出点A距圆弧轨道B端的高度h.
(2)小球经过轨道最低点C时对轨道的压力FC
(3)小球能否到达轨道最高点D?若能到达,试求对D点的压力FD.若不能到达,试说明理由.
根据小球恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道,说明小球的末速度应该沿着B点切线方向,再由圆的半径和角度的关系,可以求出B点切线的方向,即平抛末速度的方向,从而可以求得竖直方向分速度. 根据机械能守恒定律求得C点速度,根据牛顿定律求得压力. 设小球能到达D点,根据机械能守恒定律求得D点速度,再运用牛顿第二定律和圆周运动知识求解. 【解析】 (1)小球恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道,说明小球的末速度应该沿着B点切线方向, 将平抛末速度进行分解,根据几何关系得: B点速度在竖直方向的分量:m/s                        竖直方向的分运动为自由落体运动.m                     (2)由机械能守恒定律,有 得vC2=74m2/s2      根据牛顿第二定律,有, 解得F'C=42N                根据牛顿第三定律,F=F'=42N,方向竖直向下.                          (3)设小球能到达D点,根据机械能守恒定律,有 解得,即小球能到达D点.                                根据牛顿定律,有 代入数据,解得小球受到的压力F'D=12N 根据牛顿第三定律,小球对轨道的压力为FD=F'D=12N,方向竖直向上.      答:(1)小球抛出点A距圆弧轨道B端的高度h是2.4m. (2)小球经过轨道最低点C时对轨道的压力是42N,方向竖直向下. (3)小球能到达D点,对D点的压力是12N,方向竖直向上.
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考点分析:
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2007年10月24日18时05分,中国第一颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心成功升空,“嫦娥奔月”成为中国航天的现实,为了方便研究,我们将“嫦娥奔月”的过程简化为:“嫦娥一号”升空后,首先进入周期为T1的近地圆轨道,然后在地面的指令下经过一系列的变轨后最终被月球捕获,在距离月球表面为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动.已知地球质量为M1,半径为R1,月球质量为M2,半径为R2.求:“嫦娥一号”绕月球运动时的周期T2(最终结果用题目中的物理量为表示).
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(1)Ⅰ.在“互成角度的两个力的合成”实验中,用两个弹簧秤分别钩住细绳套,互成角度地拉橡皮条,使它伸长到某一位置O点,为了确定两个分力的大小和方向,这一步操作中必须记录的是______
A.橡皮条固定端的位置           B.描下O点位置和两条细绳套的方向
C.橡皮条伸长后的总长度         D.两个弹簧秤的读数
Ⅱ.做实验时,根据测量结果在白纸上画出如图1所示的图,其中O为橡皮筋与细绳的结点.图中的______是F1和F2的合力的理论值;______是F1和F2的合力的实际测量值.
(2)在如图乙同种材料两木板通过一小段圆弧连接成一个斜面和水平面部分,现要测量正方体小铁块A、B和这木板间的动摩擦因数μ,利用了如下器材和方法:(水平部分足够长,重力加速度为g)
Ⅰ.用 20 个等分刻度的游标卡尺测定小铁块A的边长d如图丙,测得长度为d=______cm.
Ⅱ.光电计时器是一种研究物体运动的常用计时器,其结构如图甲所示,a、b 分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从 a、b 间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.从而可以算得物体的速度.
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将斜面体置于水平桌面上,斜面顶端 P 悬挂一铅垂线,Q 为锥尖与桌面的接触点,1和 2 是固定在斜面上的两个光电门(与之连接的电路未画出),让小铁块A由P点沿斜面滑下,小铁块通过光电门 1、2 的时间分别为△t1、△t2,用米尺测得 l、2 之间的距离为 L,则小铁块下滑过程中的加速度a=______;(用题中字母表示) 再利用米尺测出____________,就可以测得动摩擦因数μ1
Ⅲ.若再测铁块B和板间动摩擦因数μ2时,光电计时器出现故障不能使用,现只利用米尺完成实验,若已测得PQ高为h,则只需要再测______.(要求只能再测一个物理量)
测得的动摩擦因数μ2=______(用已知量和测定的物理量所对应的字母表示)
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如图,在光滑水平面上,放着两块长度相同,质量分别为M1和M2的木板,在两木板的左端各放一个大小、形状、质量完全相同的物块.开始时,各物均静止,今在两物体上各作用一水平恒力F1、F2,当物块和木板分离时,两木板的速度分别为v1和v2,物体和木板间的动摩擦因数相同,下列说法正确的是( )
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A.若F1=F2,M1>M2,则v1>v2
B.若F1=F2,M1<M2,则v1>v2
C.若F1>F2,M1=M2,则v1>v2
D.若F1<F2,M1=M2,则v1>v2
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manfen5.com 满分网在如图所示的装置中.表面粗糙的斜面固定在地面上.斜面的倾角为θ=30°;两个光滑的定滑轮的半径很小,用一根跨过定滑轮的细线连接甲、乙两物体,把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行,把乙物体悬在空中,并使悬线拉直且偏离竖直方向α=60°.现同时释放甲、乙两物体,乙物体将在竖直平面内摆动,当乙物体运动经过最高点和最低点时,甲物体在斜面上均恰好末滑动.已知乙物体的质量为m=1kg,若重力加速度g取10m/s2.下列说法正确的是( )
A.乙物体运动经过最高点时悬线的拉力大小为5N
B.乙物体运动经过最低点时悬线的拉力大小为20N
C.斜面对甲物体的最大静摩擦力的大小为l5N
D.甲物体的质量为2.5kg
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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