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为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为θ=60...

为了研究过山车的原理,某物理小组提出了下列的设想:取一个与水平方向夹角为θ60°,长为L12 m的倾斜轨道AB,通过微小圆弧与长为的水平轨道BC相连,然后在C处设计一个竖直完整的光滑圆轨道,出口为水平轨道D,如图所示。现将一个小球从距A点高为h09 m的水平台面上以一定的初速度v0水平弹出,到A点时速度方向恰沿AB方向,并沿倾斜轨道滑下。已知小球与ABBC间的动摩擦因数均为g10 m/s2,求:

1)小球初速度v0的大小;

2)小球滑过C点时的速率vC

3)要使小球不离开轨道,则竖直圆弧轨道的半径R应该满足什么条件。

 

(1)(2)(3)0<R≤1.08 m. 【解析】试题分析:(1)小球开始时做平抛运动:vy2=2gh 代入数据解得: A点: 得: (2)从水平抛出到C点的过程中,由动能定理得:代入数据解得: (3)小球刚刚过最高点时,重力提供向心力,则: 代入数据解得R1=1.08 m 当小球刚能到达与圆心等高时 代入数据解得R2=2.7 m 当圆轨道与AB相切时R3=BC•tan 60°=1.5 m 即圆轨道的半径不能超过1.5 m 综上所述,要使小球不离开轨道,R应该满足的条件是 0<R≤1.08 m.
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考点分析:
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如图甲所示,在倾角为30°的足够长的光滑斜面ABA处连接一粗糙水平面OAOA长为4 m。有一质量为m的滑块,从O处由静止开始受一水平向右的力F作用。F只在水平面上按图乙所示的规律变化。滑块与OA间的动摩擦因数μ=0.25,g10 m/s2,试求:

(1)滑块运动到A处的速度大小;

(2)不计滑块在A处的速率变化,滑块冲上斜面AB的长度是多少?

 

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如图所示,A是地球同步卫星,另一个卫星B的圆轨道位于赤道平面内,距离地面高度为h。已知地球半径为R,地球自转角速度为,地球表面的重力加速度为g,O为地球中心。

(1)卫星B的运行周期是多少?

(2)如果卫星B的绕行方向与地球自转方向相同,某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上),求至少再经过多长时间,它们再一次相距最近?

 

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将一个小球以10 m/s的速度沿水平方向抛出,小球经过1 s的时间落地。不计空气阻力作用。求:

(1)抛出点与落地点在竖直方向的高度差;

(2)小球落地时的速度大小,以及速度与水平方向夹角。

 

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用如图所示的试验装置验证m1m2组成的系统的机械能守恒,m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律.如图b给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点.每相邻两计数点之间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示.已知ml=50mgm2=150mg,(结果均保留两位有效数字)

1)在纸带上打下计数点5时的速度V=   m/s

2)在打下第0个点到第5点的过程中系统动能的增量△Ek=   J; 系统势能减少△Ep=  J(当地重力加速度g约为98m/s2

3)若某同学作出v2-h图象如图c所示,则当地的重力加速度g=     m/s2

 

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如图所示,用质量为m的重物通过滑轮牵引小车,使它在长木板上运动,待打点稳定后释放小车,打点计时器在纸带上记录小车的运动情况。利用该装置可以完成探究动能定理”:

(1)实验中,需要平衡摩擦力和其他阻力,下列操作方法正确的是________ (选填选项前的字母).

A.把长木板右端垫高      B.改变小车的质量

(2)在不挂重物且________(选填选项前的字母)的情况下,轻推一下小车.若小车拖着纸带做匀速运动,表明已经消除了摩擦力和其他阻力的影响.

A.计时器不打点      B.计时器打点

(3)实验中,拉力对小车做的功W,若重物质量远小于小车质量,可认为小车所受的拉力大小为mg,打点计时器打某点时小车的速度为v,v2为纵坐标,W为横坐标,做出v2W图象。,与图线斜率有关的物理量应是________.

(4)假设已经完全消除了摩擦力和其他阻力的影响,若重物质量不满足远小于小车质量的条件,则从理论上分析,图中正确反映v2W关系的是________.

 

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