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【题目】如图所示,倾角30°的光滑斜面上,轻质弹簧两端连接着两个质量均为的物块紧靠着挡板通过轻质细绳跨过光滑定滑轮与质量的物块连接,细绳平行于斜面,在外力作用下静止在圆心角为60°、半径的光滑圆弧轨

道的顶端处,此时绳子恰好拉直且无张力;圆弧轨道最低端与粗糙水平轨道相切,与一个半径的光滑圆轨道平滑连接。由静止释放,当滑至时,恰好离开挡板,此时绳子断裂。已知间的动摩擦因数,重力加速度取,弹簧的形变始终在弹性限度内,细绳不可伸长。

(1)求弹簧的劲度系数;

(2)求物块滑至处,绳子断后瞬间,对圆轨道的压力大小;

(3)为了让物块能进入圆轨道且不脱轨,则间的距离应满足什么条件?

【答案】(1);(2)144N;(3)①第一种情况,不超过圆轨道上与圆心的等高点,6m x8m;②第二种情况,过圆轨道最高点,x3m

【解析】(1)A 位于a 处时,绳无张力且物块B 静止,故弹簧处于压缩状态

B 由平衡条件有kx=mgsin30° (1)

C 恰好离开挡板P ,C 的加速度为0,故弹簧处于拉升状态

C 由平衡条件有kx′= mgsin30° (1)

由几何关系知R=x+x′ (2)

代入数据解得 (1)

(2)物块A a 处与在b 处时,弹簧的形变量相同,弹性势能相同. A a 处与在b

处时,A、B 系统的机械能相等

(1)

如图所示,A b 处的速度分解,由速度分解关系有vAcos30°=vB (1)

代入数据解得 (1)

b ,A 由牛顿定律有 (1)

代入数据解得

由牛顿第三定律,A 对圆轨道的压力大小为N′=144N (1)

(3)物块A 不脱离圆形轨道有两种情况

①第一种情况,不超过圆轨道上与圆心的等高点

由动能定理,恰能进入圆轨道时需满足条件 (1)

恰能到圆心等高处时需满足条件 (1)

代入数据解得

:6m x8m (1)

②第二种情况,过圆轨道最高点

在最高点,由牛顿定律有

恰能过最高点时,N 0, (1)

由动能定理有 (1)

代入数据解得

所以x3m (1)

练习册系列答案
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【题目】法拉第圆盘发电机的示意图如图所示铜圆盘安装在竖直的铜轴上,整个铜圆盘处于竖直向上的匀强磁场B中,并以角速度匀速转动,通过连接导线对电阻R供电,铜盘的电阻可忽略已知铜盘的直径为L,两铜片PQ分别与圆盘的边缘和铜轴接触良好。

判断圆盘中心电势与边缘电势哪个高及电阻R中电流方向;

写出电阻R中电流的表达式。

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【题目】如下图所示,物体从光滑斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在C点.每隔0.2 s通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据.(重力加速度g=10 m/s2)求:

(1)物体在斜面和水平面上滑行的加速度大小;

(2)物体在斜面上下滑的时间;

(3)t=0.6 s时的瞬时速度v.

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【题目】如图所示质量不等的盒子A和物体B用细绳相连跨过光滑的定滑轮A置于倾角为θ的斜面上与斜面间的动摩擦因数μtan θB悬于斜面之外而处于静止状态.现向A中缓慢加入砂子下列说法正确的是(  )

A. 绳子拉力逐渐增大

B. A对斜面的压力逐渐增大

C. A所受的摩擦力一定逐渐增大

D. A可能沿斜面下滑

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【题目】6分)某同学做探究弹力和弹簧伸长量的关系的实验。

图甲是不挂钩码时弹簧下端指针所指的标尺刻度,其示数为7.73cm,图乙是在弹簧下端悬挂钩码后指针所指的标尺刻度,此时弹簧的伸长量△l cm;

本实验通过在弹簧下端悬挂钩码的方法来改变弹簧的弹力,关于此操作,下列选项中规范的做法是 ;(填选项前的字母)

A.逐一增挂钩码,记下每增加一只钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

B.随意增减钩码,记下增减钩码后指针所指的标尺刻度和对应的钩码总重

图丙是该同学描绘的弹簧的伸长量△l与弹力F的关系图线,图线的AB段明显偏离直线OA,造成这种现象的主要原因是

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【题目】在同一地,甲、乙两物体沿同一方向做直线运动的速度时间图象如图所示,则 ( )

A. 两物体两次相遇的时刻是2s末和6s

B. 4s后乙在甲前面

C. 两物体相距最远的时刻是2s

D. 乙物体先向前加速运动2s,随后向前减速4s

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【题目】小齐同学在探究小车速度随时间变化的规律的实验中:

(1)电火花计时器应接在____电源上(选填直流交流),工作电压为___V(选填“220V”“4~6V”)。

(2)图是实验中打下的一段纸带算出计数点2的速度大小为______m/s(保留两位有效数字),并在图2中标出_______,其余计数点1、3、4、5对应的小车瞬时速度大小在图2中已标出。

(3)作图并求得小车的加速度大小为_______m/s2(保留两位有效数字)

(4)小齐同学在研究小车运动时分别得到甲、乙两条纸带对每条纸带均选择合适的点作为第一个计数点,再依次每5个点取1个计数点,并在各计数点处将其剪断,然后将这些剪断的纸条粘贴在相同的坐标纸上,最后将纸条上端中心连起来如图3所示。由图可判断__________

A.乙的加速度比甲的大

B.两种情况下小车均做匀速直线运动

C.打第三个计数点时,甲的速度比乙大

D.打第一个计数点时,小车的速度一定为零

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【题目】如图所示,在光滑水平面上,轻质弹簧的右端固定在竖直墙壁上。一物块在水平恒力F作用下做直线运动,接触弹簧后,压缩弹簧,直至速度为零。整个过程中,物体一直受到力F作用,弹簧一直在弹性限度内。在物块与弹簧接触后向右运动的过程中,下列说法正确的是

A物块接触弹簧后立即做减速运动

B物块接触弹簧后先加速后减速

C当弹簧形变量最大时,物块的加速度等于零

D当物块的速度最大时,它所受的合力为零

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【题目】如图所示,ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m1/4圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO是半径为r=7.5m的半圆轨道,DBDO轨道的中央。一个小球从A点正上方距AH=10m处的P点自由落下,经A点进入竖直平面内的轨道,取g=10m/s2,不计空气阻力。

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