【题目】半径R=40cm竖直放置的光滑圆轨道与水平直轨道相连接如图所示.质量m=50g的小球A以一定的初速度由直轨道向左运动,并沿圆轨道的内壁冲上去.如果小球A经过N点时的速度v1=6m/s,小球A经过轨道最高点M后作平抛运动,平抛的水平距离为1.6m,(g=10m/s2).求:
(1)小球经过最高点M时速度多大;
(2)小球经过最高点M时对轨道的压力多大;
(3)小球从N点滑到轨道最高点M的过程中克服摩擦力做的功是多少.
【答案】
(1)
解:由2R= gt2得平抛时间t=
=0.4s
小球经过M时速度:vm= =4m/s
(2)
解:小球经过M时有:mg+FN=m vM2/R 解得FN=1.5N
由牛顿第三定理知小球经过M时对轨道的压力FN′=FN=1.5N
(3)
解:由动能定理得﹣mg 2R﹣Wf= mvM2﹣
mv12
解得Wf=0.1J
【解析】(1)小球从M后作平抛运动,根据平抛运动的基本公式即可求解M点速度;(2)在M点对小球进行受力分析,根据向心力公式列式即可求解;(3)小球从N点滑到轨道最高点M的过程中根据动能定理列式即可求解.
【考点精析】解答此题的关键在于理解牛顿第三定律的相关知识,掌握牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失;作用力和反作用力总是同种性质的力;作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,不可叠加,以及对向心力的理解,了解向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力.
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【题目】将一物体从地面以一定的初速度竖直上抛,从抛出到落回原地的过程中,空气阻力恒定.以地面为零重力势能参考平面,则下列反映物体的机械能E、动能Ek、重力势能Ep及克服阻力所做的功W随距地面高度h变化的四个图线中,可能正确的是( )
A.
B.
C.
D.
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【题目】物体A、B的s﹣t图象如图所示,由图可知( )
A.从第3s起,两物体运动方向相同,且vA>vB
B.两物体由同一位置开始运动,但物体A比B迟3s才开始运动
C.在5s内物体的位移相同,5s末A、B相遇
D.5s内A、B的平均速度相等
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【题目】某小组利用图示实验装置来测量物块A和长木板之间的动摩擦因数μ.
①把左端带有挡板的足够长的长木板固定在水平桌面上,物块A置于挡板处,不可伸长的轻绳一端水平连接物块A,另一端跨过轻质定滑轮挂上与物块A质量相同的物块B.并用手按住物块A,使A、B保持静止.
②测量物块B离水平地面的高度为h.
③释放物块A,待物块A静止时测量其运动的总距离为s(物块B落地后不反弹).
回答下列问题:
(1)根据上述测量的物理量可知μ= .
(2)如果空气阻力不可忽略,该实验所求μ值 . (填“偏大”或“偏小”)
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【题目】某同学利用竖直上抛小球的频闪照片《验证机械能守恒定律》.频闪仪每隔0.05s闪光一次,图中所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如表(当地重力加速度取9.8m/s2 , 小球质量m=0.2kg,结果保留三位有效数字):
时刻 | t2 | t3 | t4 | t5 |
速度(m/s) | 4.99 | 4.48 | 3.98 |
(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度为v5=m/s;
(2)从t2到t5时间内,重力势能增量为△Ep=J,动能减少量为△Ek=1.28J;
(3)在误差允许的范围内,若△Ep与△E k近似相等,从而验证了机械能守恒定律.由上述计算可得△Ep△Ek(选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是 .
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【题目】用如图的装置研究光电效应现象,当用光子能量为3.0eV的光照射到光电管上时,电流表G的读数为0.2mA,移动变阻器的触点c,当电压表的示数大于或等于0.7V时,电流表读数为0,则( )
A.电键K断开后,没有电流流过电流表G
B.所有光电子的初动能为0.7 eV
C.光电管阴极的逸出功为2.3 eV
D.改用能量为1.5 eV的光子照射,电流表G也有电流,但电流较小
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【题目】如图甲为风力发电的简易模型,在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动,转速与风速成正比.某一风速时,线圈中产生的正弦式电流 如图乙所示,则( )
A.磁铁的转速为10r/s
B.电流的表达式为i=0.6sin10πt(A)
C.风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin10πt(A)
D.风速加倍时线圈中电流的有效值为0.6 A
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【题目】如图所示,某同学将一小球水平抛出,最后球落在了正前方小桶的左侧,不计空气阻力.为了能将小球抛进桶中,他可采取的办法是( )
A.保持抛出点高度不变,减小初速度大小
B.保持抛出点高度不变,增大初速度大小
C.保持初速度大小不变,降低抛出点高度
D.减小初速度大小,同时降低抛出点高度
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【题目】为了测定气垫导轨上滑块的加速度,滑块上安装了宽度为3.0cm的挡光条,如图所示,滑块在牵引力作用下,先后匀加速通过两个光电门,配套的数字计时器记录了挡光条通过第一个光电门时的时间为Δt1=0.30s,通过第二个光电门的时间为Δt2=0.10 s,挡光条从开始挡住第一个光电门到开始挡住第二个光电门的时间间隔为Δt3=4.0 s.则滑块通过第一个光电门时的瞬时速度为__________,滑块通过第二个光电门的瞬时速度为________.滑块的加速度为__________m/s2,两个光电门之间的距离是______m.
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