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如图所示,光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R的光滑半圆轨道,B点为水平面与...

如图所示,光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R的光滑半圆轨道,B点为水平面与轨道的切点,在离B距离为x的A点,用水平恒力将质量为m的质点从静止开始推到B处后撤去恒力,质点沿半圆轨道运动到C处后又正好落回A点:

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(1)求推力对小球所做的功。

(2)x取何值时,完成上述运动推力所做的功最少?最小功为多少。

(3)x取何值时,完成上述运动推力最小?最小推力为多少。

 

(1)(2)2R;mgR (3)4R;mg 【解析】 试题分析:(1)质点从半圆弧轨道做平抛运动又回到A点,设质点在C点的速度为vC,质点从C点运动到A点所用的时间为t, 在水平方向: x=vCt 竖直方向上:2R=gt2 解得 对质点从A到C由动能定理有 WF-mg·2R= 解得: (2)要使F力做功最少,确定x的取值,由WF=2mgR+mv知,只要质点在C点速度最小,则功WF就最小。若质点恰好能通过C点,其在C点最小速度为v,由牛顿第二定律有,则v= 有,解得:x=2R 当x=2R时, WF最小,最小的功:WF=mgR (3)由式WF=mg() 及WF=F x 得: ) F有最小值的条件是:即x=4R 得最小推力为:F=mg 考点:平抛运动;动能定理;牛顿第二定律.  
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考点分析:
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石墨烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化,其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换。(地面附近重力加速度g取10 m/s2,地球自转角速度ω=7.2×10-5rad/s,地球半径R=6.4×103km。计算结果保留3位有效数字)

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A.为减小实验误差,长木板应水平放置

B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加

C.小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动,当橡皮筋恢复原长后小车做匀速运动

D.应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度

(2)某同学把每次橡皮筋对小车做的功记作W0、2W0、3W0……,对每次打出的纸带进行处理,获得vv2的数值记录在表格中。

W

0

W0

2W0

3W0

4W0

5W0

6W0

v/(m·s-1)

0

1.0

1.4

1.7

2.0

2.2

2.4

v2/m2·s-2

0

1

1.9

 

 

 

 

请你根据表中的数据作出WvWv2图线。

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由图线探究功与物体速度变化的关系是         

 

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某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时,将小球做平抛运动,用频闪照相机对准方格背景照相,拍摄到了如图所示的照片,但照片上有一破损处.已知每个小方格边长9.8cm,当地的重力加速度为g=9.8m/s2.(结果保留三位有效数字)

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(2)小球平抛的初速度大小为                    

 

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