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如图所示,倾角30°的光滑斜面上,轻质弹簧两端连接着两个质量均为m=1kg的物块...

如图所示,倾角30°的光滑斜面上,轻质弹簧两端连接着两个质量均为m=1kg的物块BCC紧靠着挡板PB通过轻质细绳跨过光滑定滑轮与质量M=8kg的物块A连接,细绳平行于斜面,A在外力作用下静止在圆心角为60°、半径R=2m光滑圆弧轨道的顶端a处,此时绳子恰好拉直且无张力;圆弧轨道最低端b与粗糙水平轨道bc相切,bc与一个半径r=0.2m的光滑圆轨道平滑连接。由静止释放A,当A滑至b时,C恰好离开挡板P,此时绳子断裂,已知Abc间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度,弹簧的形变始终在弹性限度内,细绳不可伸长。

(1)求弹簧的劲度系数;

(2)求物块A滑至b处,绳子断后瞬间,A对圆轨道的压力大小;

(3)为了让物块A能进入圆轨道且不脱轨,则bc间的距离应 满足什么条件?

 

(1) (2)压力大小为144N (3)或 【解析】(1)A位于a处时,绳无张力且物块B静止,故弹簧处于压缩状态 对B由平衡条件可得 当C恰好离开挡板P时,C的加速度为0,故弹簧处于拉伸状态 对C由平衡条件可得 由几何关系可知,代入数据解得 (2)物块A在a处于在b处时,弹簧的形变量相同,弹性势能相同,故A在a处于在b处时,A、B系统的机械能相等 有 如图所示,将A在b处的速度分解,由速度分解关系有 代入数据解得 在b处,对A由牛顿定律有,代入数据解得 由牛顿第三定律,A对圆轨道的压力大小为144N (3)物块A不脱离圆形轨道有两种情况 ①第一种情况,不超过圆轨道上与圆心的等高点 由动能定理,恰能进入圆轨道时需要满足 恰能到圆心等高处时需满足条件 代入数据解得,即 第二种情况,过圆轨道最高点,在最高点,由牛顿第二定律可得 恰能过最高点时,N=0, 由动能定理有 代入数据解得  
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如图所示,AB为半径R=5m光滑圆弧轨道,轨道的最低点B通过一段光滑平面BC与一粗糙斜面CD平滑连接,斜面的倾角θ=37°,斜面的髙度与A点等高,质量为m的小物块从A点由静止滑下,滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25.(g=10m/s2)求:

(1)滑块滑到B点的速度大小v

(2)滑块在斜面上滑行的总路程s

 

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如图所示,摩托车做腾跃特技表演,以初速度v0=10m/s冲上高为h=10m、顶部水平的高台,然后从高台水平飞出.若摩托车始终以额定功率P=6.5kw行驶,经时间t1=5s从坡底到达坡顶,人和车的总质量为m=200kg,且摩擦阻力和空气阻力的影响可以忽略不计,(g=10m/s2)求:

(1)人和车到达坡顶时的速度v

(2)人和车飞出的水平距离s

 

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质量m=2kg的小球从H=10m高处由静止落下,不计空气阻力,落在泥塘中陷入泥塘的深度h=0.1m时静止,如图所示,求小球在运动中受到泥塘平均阻力的大小f (取g=10m/s2

 

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

(1)实验中木板略微倾斜,这样做______(单选)

A.是为了使释放小车后,小车能匀加速下滑

B.是为了增大小车下滑的加速度

C.可使得橡皮筋做的功等于合外力对小车做的功

D.可使得橡皮筋松弛后小车做匀加速运动

(2)实验中先后用同样的橡皮筋1条、2条、3,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小车把第1次只挂1条橡皮筋对小车做的功记为W,第2次挂2条橡皮筋时橡皮筋对小车做的功为2W,…;橡皮筋对小车做功后而获得的速度可由打点计时器打出的纸带测出.根据第4次实验的纸带(如图2所示)求得小车获得的速度为______ m/s(结果保留三位有效数字)

(3)若根据多次测量数据画出的W-v图象如图3所示,根据图线形状可知,对Wv的关系作出猜想肯定不正确的是______(双选)

A.W    B.W    C.Wv2    D.Wv3

 

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用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图所示.O为第一个点,ABC为从合适位置开始选取连续点中的三个点.已知打点计时器每隔0.02s打一个点,当地的重力加速度为g=9.80m/s2,那么:

(1)若测出纸带上所有各点到O点之间的距离,根据纸带算出各点的速度v及物体下落的高度h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图象是图中的________

 

A.  B.  C.  D.

 

 

(2)实验中对于使用打点计时器,下面说法正确的是:____

A.应先释放纸带后接通电源

B.应先接通电源后释放纸带

C.打点计时器使用的电源为直流电源

D.打点计时器使用的电源为交流电源.

(3)根据图上所得的数据,应取图中O点到____点来验证机械能守恒定律;

(4)从O点到(1)问中所取的点,重物重力势能的减少量△Ep=____J,动能增加量△Ek=__J(结果取三位有效数字);

 

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