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如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2 m的光滑1/4圆形轨道,BC段...

如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2 m的光滑1/4圆形轨道,BC段为高为h=5 m的竖直轨道,CD段为水平轨道.一质量为0.2 kg的小球从A点由静止开始下滑,到达B点时速度的大小为2 m/s,离开B点做平抛运动(g=10 m/s2),求:

(1)小球离开B点后,在CD轨道上的落地点到C点的水平距离;

(2)小球到达B点时对圆形轨道的压力大小;

(3)如果在BCD轨道上放置一个倾角θ=45°的斜面(如图中虚线所示),那么小球离开B点后能否落到斜面上?如果能,求它第一次落在斜面上的位置距离B点有多远.如果不能,请说明理由.

 

(1)2 m (2)6 N (3)能落到斜面上,第一次落在斜面上的位置距离B点1.13 m 【解析】(1)根据h= gt2得, , 则落地点与C点的水平距离x=vBt=2×1m=2m. (2)根据动能定理得,mgR=mvB2, 解得 , 根据牛顿第二定律得, , 解得 , 由牛顿第三定律知小球到达B点时对圆形轨道的压力大小为6 N,方向竖直向下. (3)如图,斜面BEC的倾角θ=45°,CE长d=h=5 m,因为d>x,所以小球离开B点后能落在斜面上; 假设小球第一次落在斜面上F点,BF长为L,小球从B点到F点的时间为t2; Lcos θ=vBt2 ① ② 联立①②两式得t2=0.4 s;L≈1.13 m.
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如图所示,AB为半径为R的金属导轨(导轨厚度不计)ab为分别沿导轨上、下两表面做圆周运动的小球(可看做质点),要使小球不致脱离导轨,则ab在导轨最高点的速度vavb应满足什么条件?

 

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如图所示,将一个小球水平抛出,抛出点距水平地面的高度h=1.8 m,小球抛出的初速度为v0=8 m/s.不计空气阻力.取g=10 m/s2.求:

(1)小球从抛出到落地经历的时间t

(2)小球落地点与抛出点的水平距离x

(3)小球落地时的速度大小v.

 

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有一只小船正在过河河宽d=400 m小船在静水中的速度v1=5 m/s,水的流速v2=3 m/s.小船以下列条件过河时求过河的时间

1以最短的时间过河

2以最短的位移过河

 

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为验证向心力公式,某探究小组设计了如图所示的演示实验,在米尺的一端钻一个小孔,使小孔恰能穿过一根细线,线下端挂一质量为m,直径为d的小钢球.将米尺固定在水平桌面上,测量出悬点到钢球的细线长度l,使钢球在水平面内做匀速圆周运动,圆心为O,待钢球的运动稳定后,用眼睛从米尺上方垂直于米尺往下看,读出钢球外侧到O点的距离r,并用秒表测量出钢球转动n圈用的时间t.则:

1小钢球做圆周运动的周期T=________.

2小钢球做圆周运动的向心力F=________.

三.计算题:(本题共5小题,解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的、没有答在相应的题号处的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.)

 

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如图所示,在探究平抛运动的运动规律的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:

A.让小球多次从___________释放,在一张印有小方格的纸上记下小球经过的一系列位置,如图3abcd所示.

B.按图安装好器材,注意_____________,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线.

C.取下白纸,以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹.

1完成上述步骤,将正确的答案填在横线上.

2上述实验步骤的合理顺序是________________

3已知图中小方格的边长L=1.25 cm,则小球平抛的初速度为v0=______________(Lg表示),其值是______________(g=9.8 m/s2)

4b点的速度vb=__________________.(Lg表示)

 

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