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如图所示为研究某种弹射装置的示意图,光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连...

如图所示为研究某种弹射装置的示意图,光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接,传送带足够长,皮带轮沿逆时针方向转动,带动皮带以恒定速度v=2.0 m/s匀速传动。三个质量均为m=1.0 kg的滑块ABC置于水平导轨上,开始时在BC间有一压缩的轻弹簧,两滑块用细绳相连处于静止状态。滑块A以初速度v0=4.0 m/s沿BC连线方向向B运动,AB碰撞后粘合在一起,碰撞时间极短,可认为AB碰撞过程中滑块C的速度仍为零。因碰撞使连接BC的细绳受扰动而突然断开,弹簧伸展,从而使CAB分离。滑块C脱离弹簧后以速度vC=4.0 m/s滑上传送带。已知滑块C与传送带间的动摩擦因数=0.20,重力加速度g10 m/s2

(1)求滑块C在传送带上向右滑动距N点的最远距离sm

(2)求弹簧锁定时的弹性势能Ep

(3)求滑块C在传送带上运动的整个过程中传送带对滑块C的冲量I

 

(1)4.0m (2)4.0J (3)30.6N·s 【解析】 (1)滑块C滑上传送带做匀减速运动,当速度减为零时,滑动的距离最远. 由动能定理 解得sm=4.0m (2)设A、B碰撞后的速度为v1,A、B与C分离时的速度为v2,由动量守恒定律 mv0=2mv1 2mv1=2mv2+mvC 解得:,v2=0 由能量守恒定律 解得Ep=4.0J (3)滑块在传送带上向右匀减速运动,设滑块C在传送带上运动的加速度为a,滑块速度减为零的时间为t1,向右的位移为s1,在同样时间内传送带向左的位移为x1, 根据牛顿第二定律和运动学公式 滑块C速度减小到零所需的时间 滑块的位移 传送带的位移x1=vt1=2×2m=4m, 相对路程△x1=s1+x1=8m. 然后滑块返回做匀加速直线运动,当速度达到传送带速度一起做匀速直线运动. 匀加速直线运动的时间 滑块C的位移 传送带的位移x2=vt2=2m 相对路程△x2=x2-s2=1m. 则摩擦产生的内能Q=μmg(△x1+△x2)=0.2×10×9J=18J.
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考点分析:
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如图甲所示,在水平路段AB上有一质量为m = 5 × 10 3 kg的汽车,正以v1=10 m/s的速度向右匀速行驶,汽车前方的水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的vt图象如图乙所示,在t =20 s时汽车到达C点,运动过程中汽车发动机的输出功率P = 5×104W,且保持不变.假设汽车在ABBC路段上运动时所受的阻力不同但都恒定,汽车可看成质点。求:

 

    

(1)汽车在AB路段上运动过程中所受的阻力f1

(2)汽车速度减至8m/s时的加速度a的大小;

(3)BC路段的长度sBC

 

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如图所示,竖直面内的曲线轨道AB的最低点B的切线沿水平方向,且与一位于同一竖直面内、半径R=0.40 m的光滑圆形轨道平滑连接.现有一质量m=0.10 kg的滑块(可视为质点),从位于轨道上的A点由静止开始滑下,滑块经B点后恰好能通过圆形轨道的最高点C.已知A点到B点的高度差h=1.5 m,重力加速度g=10 m/s2,空气阻力可忽略不计,求:

(1)滑块通过圆形轨道C点时速度大小;

(2)滑块通过圆形轨道B点时对轨道的压力大小;

(3)滑块从A点滑至B点的过程中,克服摩擦阻力所做的功.

 

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一网球运动员在离开网的距离为12m处沿水平方向发球,发球高度为,网的高度为

(1)若网球在网上处越过,求网球的初速度;

(2)若按上述初速度发球,求该网球落地点到网的距离,不考虑空气阻力。(g10m/s2

 

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第二组同学利用下图所示的实验装置,验证钩码和滑块所组成的系统从由静止释放到通过光电门这一过程机械能守恒。实验开始时,气轨已经调成水平状态。

(1)已知遮光条的宽度为d,实验时将滑块从图示位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t,则滑块经过光电门时的速度为__________

(2)在本次实验中还需要测量的物理量有(文字说明并用相应的字母表示):钩码的质量m________________________________________

(3)本实验通过比较____________________ (用测量的物理量符号表示)在实验误差允许的范围内是否相等,从而验证系统的机械能是否守恒.

(4)在本次实验中钩码的质量__________远小于滑块的质量。(填“需要”或者“不需要”)

 

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某学习小组做探究功与速度变化的关系的实验如图所示,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出的,沿木板滑行,橡皮筋对小车做的功记为W0。当用2条、3……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3……实验时(每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致),每次实验中小车获得的速度根据打点计时器打在纸带上的点进行计算。

(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和____(选填交流直流”)电源。 

(2)实验中,小车会受到摩擦力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡摩擦力,下面操作正确的是_________

A.放开小车,能够自由下滑即可

B.放开小车,能够匀速下滑即可

C.放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可

D.放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可

(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是________

A.橡皮筋处于原长状态

B.橡皮筋仍处于伸长状态

(4)在正确操作的情况下,打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量小车获得的速度,应选用纸带的______部分进行测量(根据如图所示的纸带回答)。 

 

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