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如图一轻弹簧原长为2R,其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处,另一...

如图一轻弹簧原长为2R,其一端固定在倾角为37°的固定直轨道AC的底端A处,另一端位于直轨道上B处,弹簧处于自然状态,直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于C点,AC=7RABCD均在同一竖直平面内.质量为m的小物块PC点由静止开始下滑,最低到达E点(未画出),随后P沿轨道被弹回,最高到达F点,AF=4R,已知P与直轨道间的动摩擦因数,重力加速度大小为g.(取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

(1)求P第一次运动到B点时速度的大小.

(2)求P运动到E点时弹簧的弹性势能.

(3)改变物块P的质量,将P推至E点,从静止开始释放.已知P自圆弧轨道的最高点D处水平飞出后,恰好通过G点.G点在C点左下方,与C点水平相距、竖直相距R,求小物块P运动到D点时对轨道的压力大小和改变后P的质量.

 

(1);(2);(3); 【解析】试题分析:(1)根据题意知,B、C之间的距离l为 l=7R–2R① 设P到达B点时的速度为vB,由动能定理得 ② 式中θ=37°,联立①②式并由题给条件得 ③ (2)设BE=x。P到达E点时速度为零,设此时弹簧的弹性势能为Ep。P由B点运动到E点的过程中,由动能定理有 ④ E、F之间的距离l1为 l1=4R–2R+x⑤ P到达E点后反弹,从E点运动到F点的过程中,由动能定理有 Ep–mgl1sin θ–μmgl1cos θ=0⑥ 联立③④⑤⑥式并由题给条件得 x=R⑦ ⑧ (3)设改变后P的质量为m1。D点与G点的水平距离x1和竖直距离y1分别为⑨ ⑩ 式中,已应用了过C点的圆轨道半径与竖直方向夹角仍为θ的事实。 设P在D点的速度为vD,由D点运动到G点的时间为t。由平抛运动公式有 ⑪ x1=vDt⑫ 联立⑨⑩⑪⑫式得 ⑬ 设P在C点速度的大小为vC。在P由C运动到D的过程中机械能守恒,有 ⑭ P由E点运动到C点的过程中,同理,由动能定理有 ⑮ 联立⑦⑧⑬⑭⑮式得 ⑯ 【学科网考点定位】动能定理、平抛运动、弹性势能 【名师点睛】本题主要考查了动能定理、平抛运动、弹性势能。此题要求熟练掌握平抛运动、动能定理、弹性势能等规律,包含知识点多、过程多,难度较大;解题时要仔细分析物理过程,挖掘题目的隐含条件,灵活选取物理公式列出方程解答;此题意在考查考生综合分析问题的能力。  
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节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车.有一质量m=1000kg的混合动力轿车,在平直公路上以v1=90km/h的速度匀速行驶,发动机的输出功率为P=50kW.当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时,保持发动机功率不变,立即启动利用电磁阻尼带动的发电机给电池充电,使轿车做减速运动,运动L=72m后,速度变为v2=72km/h.此过程中发动机功率的用于轿车的牵引, 用于供给发电机工作,发动机输送给发电机的能量有50%转化为电池的电能,假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变.求:
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民航客机的机舱一般都设有紧急出口,发生意外情况的飞机在着陆后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个由气囊构成的斜面,机舱中的人可沿该斜面滑行到地面上,示意图如图所示.某机舱离气囊底端的竖直高度AB=3.0m,气囊构成的斜面长AC=5.0m,CD段为与斜面平滑连接的水平地面.若人从气囊上由静止开始滑下,人与气囊间的动摩擦因数μ1=0.5,人与地面间的动摩擦因数μ2=0.4.不计空气阻力,g=10m/s2.求:


(1)人在气囊上滑下时的加速度大小;
(2)人滑到气囊底端时的速度大小;
(3)站在距气囊底端正前方2.0m处的救护人员能否被从气囊上滑下的人撞到.

 

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在铁路与公路交叉点上,由于司机粗心、判断失误或车况等原因常常造成交通事故.现有一辆长为5m的汽车以v1=15m/s的速度行驶,当汽车前端距离铁路与公路交叉点175m时,汽车司机突然发现离交叉点200m处有一列长300m的列车以v2=20m/s的速度行驶过来,为了避免事故的发生,

(1)若汽车司机如果立刻作匀加速运动,则最小加速度应多大?

(2)若汽车司机如果立刻刹车作匀减车运动,则最小加速度为多少?

 

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某同学利用如图所示装置研究小车的匀变速直线运动.

(1)实验中,必要的措施是________

A.细线必须与长木板平行

B.先接通电源再释放小车

C.小车的质量远大于钩码的质量

D.平衡小车与长木板间的摩擦力   

(2)他实验时将打点计时器接到频率为50 Hz的交流电源上,得到一条纸带,打出的部分计数点如图4所示(每相邻两个计数点间还有4个点,图中未画出).s1=3.59 cm,s2=4.41  cm,s3=5.19 cm,s4=5.97 cm,s5=6.78 cm,s6=7.64 cm,则小车的加速度a________m/s2(要求充分利用测量的数据),打点计时器在打B点时小车的速度vB________m/s.(结果均保留两位有效数字)

 

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(1)在做“探究求合力的方法”实验时,橡皮条的一端固定在木板上,另一端系上两根带绳套的细绳。实验中需用两个弹簧秤分别勾住绳套把橡皮条的一端拉到某一确定的O点,则下列说法中正确的是___

A.两根细绳必须等长

B.同一次实验中,O点位置不允许变动

C.实验中,把橡皮条的另一端拉到O点时,两个弹簧秤之间的夹角必须取90°

D.本实验采用的科学方法是等效替代法

(2)某同学用劲度系数为500 N/m的 弹簧OC代替橡皮条做“探究求合力的方法”实验。在保持弹簧伸长1.00 cm不变的条件下:

①若弹簧秤ab间夹角为90°,弹簧秤a的读数是________N(图2中所示),则弹簧秤b的读数可能为________N.

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