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【题目】如图所示,质量为2kg的物体在竖直平面内高h=1m的光滑弧形轨道A点,以初速度=4m/s沿轨道下滑,并进入水平轨道BC.BC=1.8m,物体在BC段所受到的阻力为8N(g=10m/s)。求:

(1)物体刚下滑到B点时的速度大小;

(2)物体通过BC时在C点的动能;

(3)物体上升到另一光滑弧形轨道CD后,又滑回BC轨道,最后停止在离B点多远的位置。

【答案】(1)6m/s (2)21.6J (3)B0.9m

【解析】

1)物体在光滑弧形轨道上运动只有重力做功,故机械能守恒,则有

所以物体刚下滑到B点的速度大小

2)物体在BC上运动,只有摩擦力做功,设物体经过C点的动能为EkC,则由动能定理可得:

3)物体在整个过程中只有重力、摩擦力做功,设物体在BC上滑动的路程为x,则由动能定理可得:

解得:

x4.5m=2LBC+0.9m

故物块最后停在离B0.9m处;

练习册系列答案
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【题目】如图,两质量均为 的物块 紧绑在一起,中间夹有火药,它们沿光滑水平面以速度 向右运动,某时刻火药爆炸,爆炸完成后, 与前方质量为 的静止的物体 发生完全非弹性碰撞,之后 三物块速度相同,不计火药质量和爆炸产生的气体质量,则(

A. 三物块最终的速度均为

B. 火药爆炸后, 的速度为

C. 火药爆炸后, 组成的系统增加的机械能为

D. 最终整个系统的机械能不变

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【题目】如图所示,T为理想变压器,原线圈匝数为n1,副线图匝数为n2,初始时S断开,则下列说法正确的是( )

A. 若只闭合电键S,V1的示数一定不变

B. 若只闭合电键S,A1A2A3的示数一定都变大

C. 若只增加原线圈匝数n1,R1消耗的功率一定变大

D. 若只增加原线圈匝数n1,变压器输入功率一定变大

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【题目】在图甲中,直角坐标系0xy13象限内有匀强磁场,第1象限内的磁感应强度大小为2B,第3象限内的磁感应强度大小为B,磁感应强度的方向均垂直于纸面向里.现将半径为l,圆心角为900的扇形导线框OPQ以角速度ωO点在纸面内沿逆时针匀速转动,导线框回路电阻为R.

(1)求导线框中感应电流最大值.

(2)在图乙中画出导线框匀速转动一周的时间内感应电流I随时间t变化的图象.(规定与图甲中线框的位置相对应的时刻为t=0)

(3)求线框匀速转动一周产生的热量.

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【题目】如图所示,一质量为60kg的探险者在丛林探险,为了从一绝壁到达水平地面,探险者将一根粗绳缠绕在粗壮树干上,拉住绳子的另一端,从绝壁边缘的A点由静止开始荡向低处,到达最低点B时脚恰好触到地面,此时探险者的重心离地面的高度为0.5m。已知探险者在A点时重心高地面的高度为8.5m。以地面为零势能面,不计空气阻力。(探险者可视为位于其重心处的一个质点),探险者在A点时的重力势能________J,探险者运动到B点时的速度大小为_________m/s.

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【题目】“探究加速度与力、质量的关系”的实验装置如图所示。

①关于该实验的操作,下列做法正确的是______(填字母代号)

A.调节滑轮,使细绳与长木板平行

B.平衡小车受到的滑动摩擦力时,必须把纸带穿过打点计时器并打点

C.实验时应先放开小车再接通打点计时器的电源

D.通过增减小车上的砝码改变质量时,必须重新平衡摩擦力

②如图所示为根据实验数据画出的图象,图象不过原点的原因是______________

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【题目】为了探究碰撞中的不变量,小明同学设计了如下实验,小球A系在细线的一端,线的另一端固定在O,O点到水平面的高度为h,物块B质量是小球A5,放置于粗糙的水平面上且位于O点正下方物块与水平面间的动摩擦因数为μ,现拉动小球使线水平伸直,小球由静止开始释放,运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短),观察到小球A反弹。小球与物块均可视为质点,空气阻力可以忽略不计,重力加速度为g

(1)为了探究碰撞中的不变量,还需要测量的物理量有哪些___________

A.小球与物块碰撞的时间t B.物块B被碰后沿水平面运动的距离l

C.小球A反弹后摆线上摆的最大角度θ D.小球A反弹后上升到最高点的时间t

(2)小球A与物块发生正碰后的瞬间速度大小为___________,物块被碰后瞬间速度大小为_______(用上一问中物理量表示)

(3)为了探究碰撞中的不变量,当碰撞前后瞬间满足关系式___________,即说明,碰撞前后瞬间两物体组成的系统动量守恒;当碰撞前后瞬间满足关系式_______,即说明碰撞前后瞬间两物体组成的系统机械能守恒。

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【题目】新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源,综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。为检测新能源汽车的基本性能,某志愿者驾驶汽车以36km/h的速度驶入水平长直试验场,某时刻开始刹车,汽车做匀减速直线运动直到速度减为0,然后马上使汽车做匀加速直线运动直到恢复最初的速度。从开始刹车到恢复最初速度的过程中汽车位移与速度的关系如图所示。下列说法中正确的是(

A. 汽车加速过程中加速度的大小为

B. 该过程中汽车的总位移为20m

C. 该过程所用的总时间为6s

D. 汽车刹车过程中加速度的大小为2.5m/s2

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【题目】在科幻电影《流浪地球》中,由于太阳极速衰老膨胀即将吞噬地球,所以人类要把地球离太阳系,而要想实现这一步,首先要让地球停止自转。人类采用的办法是在赤道上假设若干台大功率转向发动机,利用核聚变反应中释放的能量将燃烧物质以极高的速度抛射到太空,利用反冲力使地球转动逐渐减慢。已知每台转向发动机在单位时间内能将质量为m0的物质以相对地球速度v抛出,地球质量为,半径为,自转角速度为

1)如图所示,大圆表示地球赤道,弯曲箭头表示地球自转方向,小圆圈表示转向发动机的位置。要想获得最大的转动力矩,使减速效果最好,请你用箭头在途中A点标出燃烧物质的抛射方向___________

2)若转向发动机都按照产生最大力矩方向抛射物质,求每台转向发动机获得的平均反冲力F的大小___________。(说明:地球减速是个漫长的过程,但在研究反冲力时,可认为地球自转速度不变)

3)为了计算在赤道上要假设多少台转向发动机,需用到与刚体(理想化模型,即形状和大小完全不变的物体)转动相关的物理知识。虽然我们在高中阶段没有学习关于刚体的动力学知识,但是我们可以通过类比的方法来认识它。

a.我们学过质点平动的动力学方程:。相应地,在刚体转动中,有 ,其中,M表示力矩,表征外力对刚体的转动效果;I为刚体的转动惯量,与平动中的质量m相对应,表征刚体转动状态改变的难易程度。对于质量均匀分布的刚体而言,m为球体质量,R为球体半径,地球可视为质量分布均匀的刚体。到目前为止,你可能还不知道所代表的物理含义,但它也可以表示为某个物理量变化率的形式,与平动中的加速度a对应。请你利用所学知识并结合题目信息,猜想所代表的物理量,简要写出猜想理由并说明所代表的物理量的含义___________

b.若要求在T时间内停止自转,求赤道上至少要安装转向发动机的个数N___________

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