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如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置,将一质量为m的小球...

如图所示,长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放置,将一质量为m的小球固定在管底,用一轻质光滑细线将小球与质量为M=kmk>2)的小物块相连,小物块悬挂于管口,现将小球释放,一段时间后,小物块落地静止不动,小球继续向上运动,通过管口的转向装置后做平抛运动,小球在转向过程中速率不变.(重力加速度为g)

1)求小物块下落过程中的加速度大小;

2)求小球从管口抛出时的速度大小;

3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于.

 

(1);(2);(3)见解析 【解析】(1)设细线中的张力为T,根据牛顿第二定律,有: Mg−T=Ma T−mgsin30°=ma 且M=km 解得: (2)设M落地时的速度大小为v,m射出管口时速度大小为v0,M落地后m的加速度为a0. 根据牛顿第二定律,有: −mgsin30°=ma0 匀加速直线运动过程,有: v2=2aLsin30° 匀减速直线运动过程,有: v02−v2=2a0L(1−sin30°) 解得:v0= (3)平抛运动过程:x=v0t Lsin30°= 解得:x= 因为 ,所以x< 得证  
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如图所示,长为3L的轻杆可绕光滑水平转轴O转动,在杆两端分别固定质量均为mAB,球A距轴O的距离为L.现给系统一定能量,使杆和球在竖直平面内转动.当球B运动到最高点时,水平转轴O对杆的作用力恰好为零,忽略空气阻力,已知重力加速度为g,求:

1)此时球B对轻杆的作用力;

2)此时AB两球的速度大小.

 

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土星周围有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动。其中有两个岩石颗粒AB与土星中心距离分别为rA=8.0×104kmrB=1.2×105km.忽略所有岩石颗粒间的相互作用,求:(结果可用根式表示)

(1)求岩石颗粒AB的线速度之比;

(2)求岩石颗粒AB的周期之比;

(3)土星探测器上有一物体,在地球上重为10N,推算出他在距土星中心3.2×105km处受到土星的引力为0.38N.已知地球半径为6.4×103km,请估算土星质量是地球质量的多少倍?

 

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如图所示,AB是一可升降的竖直支架,支架顶端A处固定一弧形轨道,轨道末端水平。一条形木板的上端铰接于过A的水平转轴上,下端搁在水平地面上.将一小球从弧型轨道某一位置由静止释放,小球落在木板上的某处,测出小球平抛运动的水平射程x和此时木板与水平面的夹角θ,并算出tanθ.改变支架AB的高度,将小球从同一位置释放,重复实验,得到多组xtanθ,记录的数据如表:

(1)在图(b)的坐标中描点连线,做出x−tanθ的关系图象__________________

(2)根据x−tanθ图象可知小球做平抛运动的初速度v0 =________m/s;实验中发现θ超过60°,小球将不会掉落在斜面上,则斜面的长度为 ____________m.(重力加速度g10m/s2,结果均保留两位有效数字, ≈1.732)

(3)实验中第_______次数据出现明显错误,可能的原因是_________________ .

 

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如图,A为置于地球赤道上的物体,B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星,C为绕地球做圆周运动的同步卫星,PBC两卫星轨道的交点.已知BC绕地心运动的周期相同。相对于地心,下列说法中正确的是(       )

A. 卫星C的运行速度大于物体A的速度

B. 卫星BP点的加速度大小与卫星C在该点加速度大小相等

C. 卫星B运动轨迹的半长轴等于卫星C运动轨迹的半径

D. 物体A和卫星C具有相同大小的加速度

 

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一杂技演员骑摩托车沿一竖直圆形轨道做特技表演,如图所示.AC两点分别是轨道的最低点和最高点,BD分别为两侧间的端点,若运动中的速率保持不变,人与车的总质量为m,设演员在轨道内逆时针运动。下列说法正确的是(      )

A. 人和车的向心加速度大小不变

B. 摩托车通过最低点A时,轨道受到的压力不可能等于mg

C. D点到A点的过程中,人受重力、支持力、摩擦力、向心力4个力的作用

D. 摩托车通过BD两点时,轨道受到的压力相同

 

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