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“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时,健身者半马步站...

“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材。做该项运动时,健身者半马步站立,手持太极球拍,拍上放一橡胶太极球,健身者舞动球拍时,球却不会掉落地上。现将球拍和太极球简化成如图甲所示的平板和小球,熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动,且在运动到图中的ABCD位置时球与板间无相对运动趋势。A为圆周的最高点,C为最低点,BD与圆心O等高。设球的重力为1N,不计拍的重力。则:

(1)健身者在C处所需施加的力比在A处大多少?

(2)设在A处时健身者需施加的力为F,当球运动到BD位置时,板与水平方向需有一定的夹角θ,请作出tanθ-F的关系图象。

 

(1)2N (2) 【解析】(1)由于小球在A处的速度大小为v,半径为R 则在A处时有   ,① 可得 在C处时,有 ② 由①②式得△F=F′-F=2mg=2 N (2)在A处时板对小球的作用力为F,球做匀速圆周运动的向心力:F向=F+mg 由于无相对运动趋势,在B处不受摩擦力作用,受力分析如图所示. 则 作出的tan θ-F的关系图象如图所示  
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考点分析:
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如图所示,水平转盘上放有质量为m的物块,物块随转盘做匀速圆周运动,当物块到转轴的距离为r时,连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳上张力为0).已知物块和转盘间的最大静摩擦力是其正压力的μ倍,重力加速度为g.当转盘的角速度时,求绳的拉力.

 

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如图所示,一个光滑的半径为R的半圆形轨道固定在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道,然后小球从轨道口B处飞出,最后落在水平面上.已知小球落地点CB处的距离为3R,重力加速度为g,则小球通过B处时对轨道口B的压力为多大?

 

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河宽,水流速度,船在静水中的速度是,求:

(1)欲使船渡河时间最短,船应怎样渡河?最短时间是多少?船经过的位移是多大?

(2)欲使船航行距离最短,船应怎样渡河?渡河时间多长?

 

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(1)做“研究平抛运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹,为了探究影响平抛运动水平射程的因素,某同学通过改变抛出点的高度及初速度的方法做了6次实验,实验数据记录如下表:

以下探究方案符合控制变量法的是__________

A.若探究水平射程与高度的关系,可用表中序号为1、3、5的实验数据

B.若探究水平射程与高度的关系,可用表中序号为2、4、6的实验数据

C.若探究水平射程与初速度的关系,可用表中序号为1、3、5的实验数据

D.若探究水平射程与初速度的关系,可用表中序号为2、4、6的实验数据

(2)某同学做“研究平抛运动的规律”的实验时,重复让小球从斜槽上相同位置由静止滚下,得到小球运动过程中的多个位置;根据画出的平抛运动轨迹测出小球多个位置的坐标(xy),画出y­x2图像如图所示,图线是一条过原点的直线,说明小球运动的轨迹形状是__________;设该直线的斜率为k,重力加速度为g,则小铁块从轨道末端飞出的速度为__________

 

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在做“研究平抛运动”的实验时,只画出了如图所示的一部分曲线,在曲线上取ABC三点,测得它们的水平距离均为Δx=0.2m,竖直距离h1=0.1m,h2=0.2m,则平抛物体的初速度v0________m/s,抛出点距A的水平距离x________m.(g取10m/s2)

 

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