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如图所示,将直径为2R的半圆形导轨固定在竖直面内的A、B两点,直径AB与竖直面的...

如图所示,将直径为2R的半圆形导轨固定在竖直面内的A、B两点,直径AB与竖直面的夹角为600;在导轨上套一质量为m的小圆环,原长为2R、劲度系数 的弹性轻绳穿过圆环且固定在A、B两点已知弹性轻绳满足胡克定律,且形变量为x时具有弹性势能EP=kx2,重力加速度为g,不计一切摩擦将圆环由A点正下方的C点静止释放,当圆环运动到导轨的最低点D点时,求:

1圆环的速率v;

2导轨对圆环的作用力F的大小;

 

(1)(2)mg 【解析】 试题分析:(1)如图所示,由几何知识得,圆环在C点、D点时,弹性绳形变量相同,弹性势能相等. 圆环从C到D过程中,由机械能守恒定律得:mgh=mv2, 由几何关系可知:, 解得:; (2)圆环在D点受力如图,弹性绳的弹力:f=kx,其中:x=(-1)R, 在D点,由牛顿第二定律得:FN+fcos60°+fsin60°-mg=m, 解得:FN=mg; 考点:牛顿第二定律;机械能守恒定律 【名师点睛】本题考查了求圆环的速率、轨道对圆环的作用力,应用机械能守恒定律与牛顿第二定律即可正确解题;本题的难点,也是本题解题的关键是:应用数学知识气促C、D两点间的高度差、求出弹性绳的形变量。  
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考点分析:
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如图所示,所有轨道均光滑,轨道AB与水平面的夹角θ=370,A点距水平轨道的高度为H=18m;一无动力小滑车质量为m=10kg,从A点沿轨道由静止滑下,经过水平轨道BC再滑入圆形轨道内侧,圆形轨道半径R=05m,通过圆形轨道最高点D然后从水平轨道E点飞出,E点右侧有一壕沟,E、F两点的竖直高度差h=125m,水平距离s=26m不计小滑车通过B点时的能量损失,小滑车在运动全过程中可视为质点,g=10m/s2,sin37°=06,cos37°=08,求:

1小滑车从A滑到B所经历的时间;

2在圆形轨道最高点D处小滑车对轨道的压力大小;

3要使小滑车既能安全通过圆形轨道又不掉进壕沟,则小滑车至少应从离水平轨道多高的地方由静止滑下?

 

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为了探究加速度与力、质量的关系,甲乙丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置已平衡摩擦力,小车总质量用M表示(乙图中M包括小车与传感器,丙图中M包括小车和与小车固连的滑轮),钩码总质量用m表示.

1)图丁是用图甲装置中打点计时器所打的纸带的一部分,OABCDE为纸带上六个计数点,加速度大小用a表示.

OD间的距离为   cm.图戊是根据实验数据绘出的s-t2图线(s为各计数点至同一起点的距离),则加速度大小a=     m/s2(保留三位有效数字)

2)若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同,通过计算得到小车加速度均为ag为当地重力加速度,则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为   

 

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某研究小组的同学在水平放置的方木板上做探究共点力的合成规律实验时:

1)利用坐标纸记下了橡皮筋的结点位置O以及两只弹簧秤拉力的大小和方向,如图(a)所示,图中每一小格长度均代表05N,则F1F2的合力大小为    N

2)关于此实验,下列叙述中正确的是

A.弹簧秤应先在竖直方向进行调零

B.橡皮筋对结点O的拉力就是两弹簧秤对结点O的拉力F1F2的合力

C.两次拉橡皮筋时,需将橡皮筋结点拉到同一位置O,这样做的目的是保证两次弹簧秤拉力的效果相同

D.若要改变弹簧秤的拉力大小而又要保证橡皮筋结点位置不变,只需调整两只弹簧秤的拉力大小使其中一只增大另一只减小即可

 

3)图(b)所示是甲、乙两位同学在做以上实验时得到的结果,其中力F′是用一只弹簧秤拉橡皮筋时的图示,则哪一位同学的实验结果一定存在问题?请简单说明理由.

答:                 

 

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如图所示,与水平面夹角为锐角的斜面底端A向上有三个等距点B、C和D,即AB=BC=CD,D点距水平面高为h小滑块以初速从A点出发,沿斜面向上运动若斜面光滑,则滑块到达D位置时速度为零;若斜面AB部分与滑块有处处相同的摩擦,其余部分光滑,则滑块上滑到C位置时速度为零,然后下滑已知重力加速度为g,则在AB有摩擦的情况下 

A从C位置返回到A位置的过程中,克服阻力做功为

B滑块从B位置返回到A位置的过程中,动能变化为零

C滑块从C位置返回到B位置时的动能为

D滑块从B位置返回到A位置时的动能为

 

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在相距为rAB两点分别放上点电荷QAQBCAB的中点,如图所示,现引入带正电的检验电荷q,则下列说法正确的是( )

A. 如果qC点受力为零,则QAQB一定是等量异种电荷

B. 如果qAB延长线离B较近的D点受力为零,则QAQB一定是异种电荷,且电量大小QAQB

C. 如果qAC段上的某一点受力为零,而在BC段上移动时始终受到向右的力,则QA一定是负电荷,且电量大小QAQB

D. 如果q沿AB的垂直平分线移动时受力方向始终不变,则QAQB一定是等量异种电荷

 

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