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(16分)如图所示,内壁光滑的半径为R的圆形轨道,固定在竖直平面内,质量为m1小...

(16分)如图所示,内壁光滑的半径为R的圆形轨道,固定在竖直平面内,质量为m1小球静止在轨道最低点,另一质量为m2的小球(两小球均可视为质点)从内壁上与圆心O等高的位置由静止释放,到最低点时与m1发生弹性碰撞,求:

(1)小球m2运动到最低点时的速度大小;

(2)碰撞后,欲使m1能沿内壁运动到最高点,则m2/m1应满足什么条件?

 

(1);(2) 【解析】(1)设小球m2运动到最低点时的速度为v0,由机械能守恒,得 ① 解得 ② (2)设弹性碰撞后,m1、m2两球的速度分别为v1、v2,则 ③ ④ 由③④两式解得 ⑤(另一解不合实际,舍去) 设m1运动到轨道的最高点时速度为v,则有 ⑥ 小球m1由最低点运动最高点的过程中机械能守恒,则 ⑦ 由②⑤⑥⑦式解得 ⑧ 根据机械能守恒求解出最低速度;再根据动量守恒求出碰后的速度,然后根据圆周运动的临界问题及机械能守恒求解。  
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考点分析:
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如图所示,装置BO′O可绕竖直轴O′O转动,可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于BC两点,装置静止时细线AB水平,细线AC与竖直方向的夹角θ=37°.已知小球的质量m=1kg,细线AC L=1mB点距C点的水平和竖直距离相等.(重力加速度g10m/s2sin37o=0.6cos37o=0.8,)

1)若装置匀速转动的角速度为ω1,细线AB上的张力为零而细线AC与竖直方向夹角仍为37°,求角速度ω1的大小;

2)若装置匀速转动的角速度为ω2时,细线AB刚好竖直,且张力为零,求此时角速度ω2的大小;

 

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某实验小组采用如图1所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,打点计时器的工作频率为50Hz。

1实验中木板略微倾斜,这样做______

A为释放小车能匀加速下滑

B可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功

C是为了增大小车下滑的加速度

D可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动

2实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3条……合并起来挂在小车的前端进行多次实验,每次都要把小车拉到同一位置再释放,把第1次只挂1条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为,第二次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功记为2……橡皮筋对小车做功后而使小车获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出。根据第四次的纸带如图2所示求得小车获得的速度为______________m/s保留三有有效数字

3若根据多次测量数据画出的W-v图像如图3所示,根据图线形状,可知对W于v的关系符合实际的图是______

 

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如图甲所示,将打点计时器固定在铁架台上,用重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置可验证机械能守恒定律

1)已准备的器材有:打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物,此外还必需的器材有 ______________(选填选项前的字母)。

A.直流电源

B.交流电源

C.天平及砝码

D.刻度尺

2)安装好实验装置,正确进行实验操作,从打出的纸带中选出符合要求的纸带,如图乙所示(其中一段纸带图中未画出)。图中O点为打出的起始点,且速度为零。选取在纸带上连续打出的点ABCDEFG作为计数点。其中测出DEF点距起始点O的距离如图所示。已知打点计时器打点周期为T="0.02" s。由此可计算出物体下落到E点时的瞬时速度vE=____________m/s(结果保留三位有效数字)。

3)若已知当地重力加速度为g,代入图乙中所测的数据进行计算,并将___________(用图乙中所给字母表示)进行比较,即可在误差范围内验证,从O点到E点的过程中机械能是否守恒。

 

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我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星-500”的实验活动.假设王跃登陆火星后,测得火星的半径是地球半径的 ,质量是地球质量的 。已知地球表面的重力加速度是g,地球的半径为R,万有引力常量为G,忽略自转的影响,则火星表面的重力加速度为_______,火星的平均密度为____________

 

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A.B两球沿同一条直线相向运动,所给的x-t图像记录了它们碰撞前后的运动情况,其中A.b分别为A.B碰撞前的x-t图像,c为碰撞后它们的x-t图像,若A球质量为1kg,根据图像可以求出B球质量是________kg;碰撞后损失的动能是________________J。

 

 

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