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为了研究过山车的原理,某兴趣小组提出了下列设想:取一个与水平方向夹角为37°,成...

为了研究过山车的原理,某兴趣小组提出了下列设想:取一个与水平方向夹角为37°,成为l=20m的粗糙倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与半径为R=02m的数字圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除AB段以外都是光滑的,其中AB与BC轨道以微小圆弧连接,如果所示,一个质量m=1kg小物块以初速度50m/s从A点沿倾斜轨道滑下,小物块到达C点时速度,取

1求小物块到达C点时对圆轨道压力的大小;

2求小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功

3为了使小物块不离开轨道,并从轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应满足什么条件?

 

(1)(2)(3) 【解析】 试题分析:(1)设小物块到达C点时受到圆轨道的支持力大小为N,根据牛顿第二定律有, 解得: 根据牛顿第三定律得,小物块对圆轨道压力的大小为90N (2)物块从A到C的过程中,根据动能定理有:,解得 (3)设物块进入圆轨道到达最高点时速度大小为,根据牛顿第二定律有:,则 物块从圆轨道最低点到最高点的过程中,根据机械能守恒定律有: 联立得,解得 考点:动能定理,圆周运动,机械能守恒定律 【名师点睛】本题考查动能定理以及向心力公式的应用,要注意明确对于不涉及时间的力学问题可以优先利用功能关系,如动能定理和机械能守恒定律进行分析求解;本题还要注意临界条件的应用,明确物体能越过最高点的条件.  
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一根长L=80cm的绳子系着一个小球,小球在竖直平面内做圆周运动,已知球的质量m=05kg,,求:

1试确定达到最高点时向心力的最小值;

2当小球在最高点时的速度为3m/s,绳子对小球的拉力;

3试证明,在能够完成竖直平面内做圆周运动的情况下,无论小球在最低点的初速度怎样,在最低点和最高点时绳子上的张力差总为30N不计空气阻力

 

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为了让汽车平稳通过道路上的减速带,车速一般控制20km/h以下,某人驾驶一辆小型客车以=10m/s的速度在平直道路上行驶,发现前方s=15m处由减速带,立刻刹车匀减速前进,到达减速带时速度v=50m/s,已知客车和人的总质量m=,求:

1客车到达减速带时的动能

2客车从开始刹车直至达减速带过程所用的时间t;

3客车减速过程中受到的阻力大小

 

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在用电火花计时器或电磁打点计时器研究匀变速直线运动的实验中,某同学打出了一条纸带,已知计时器打点的时间间隔为002s,他按打点先后顺序每5个点取1个计数点,得到了O、A、B、C、D等几个计数点,如图所示,则相邻两个计数点之间的时间间隔为___s;用刻度尺量得点A、B、C、D到O点的距离分别为,由此可知,打C点时纸带的速度大小为______m/s,与纸带相连小车的加速度大小为________

 

 

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本题供选修3-1教材的考生作答

如图所示,在匀强电场中将电荷量q=+1C的点电荷从M点移到N点,电场力对该点电荷做的功为3J,则该点电荷的电势能______填“增加”或“减小”;M、N两点间的电势差为___V。

 

 

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本题供选修1-1教材的考生作答

如图所示,虚线区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场,一单匝正方向导线框垂直磁场放置,框的右边与磁场边界重合,现将导线框沿纸面垂直边界拉出磁场,则此过程中穿过导线框的磁通量_______填“增加”或“减小”;若这一过程磁通量变化了005Wb,所以时间为01s,导线框中产生的感应电动势为______V。

 

 

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