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【题目】参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了图示的实验装置,图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板.M 板上部有一半径为R的 圆弧形的粗糙轨道,P为最高点,Q为最低点,Q点处的切线水平,距底板高为H.N板上固定有三个圆环.将质量为m的小球从P处静止释放,小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心,落到底板上距Q水平距离为L处.不考虑空气阻力,重力加速度为g.求:

(1)小球到达Q点时的速度大小;
(2)小球运动到Q点时对轨道的压力大小;
(3)小球克服摩擦力做的功.

【答案】
(1)

解:由平抛运动规律可知,

水平方向上有:L=vt,

竖直方向上有:H= gt2

解得:v= =L

答:小球到达Q点时的速度大小为L


(2)

解:小球在Q受重力mg和轨道的支持力F,对抛出点分析,由牛顿第二定律:F﹣mg=m

解得:F=mg+

由牛顿第三定律:F=F=mg+

答:小球运动到Q点时对轨道的压力大小为mg+


(3)

解:对P点至Q点的过程,应用动能定理有:mgR+Wf= mv2﹣0

解得:Wf= ﹣mgR

W克f=mgR﹣

答:小球克服摩擦力做的功为mgR﹣


【解析】(1)根据高度求出平抛运动的时间,结合水平位移和时间求出Q点的速度大小.(2)根据牛顿第二定律求出Q点的支持力,从而得出压力的大小.(3)对P到Q的过程运用动能定理,求出摩擦力做功.
【考点精析】本题主要考查了平抛运动的相关知识点,需要掌握特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动;运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动才能正确解答此题.

练习册系列答案
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史实

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A.角速度ωA<ωB
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【题目】如图甲,固定在光滑水平面上的正三角形金属线框,匝数n=20,总电阻R=2.5Ω,边长L=0.3m,处在两个半径均为 的圆形匀强磁场区域中.线框顶点与右侧圆中心重合,线框底边中点与左侧圆中心重合.磁感应强度B1垂直水平面向外,大小不变;B2垂直水平面向里,大小随时间变化,B1、B2的值如图乙所示.(  )
A.通过线框中感应电流方向为逆时针方向
B. t=0时刻穿过线框的磁通量为0.1Wb
C.在t=0.6s内通过线框中的电量为0.12C
D.经过t=0.6s线框中产生的热量为0.06J

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A.线圈下边缘刚进磁场时加速度最小
B.线圈进入磁场过程中产生的电热为0.6J
C.线圈在进入磁场和穿出磁场过程中,电流均为逆时针方向
D.线圈在进入磁场和穿出磁场过程中,通过导线截面的电量相等

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【题目】2016年10月19日,我国发射的“神舟”十一号载人飞船与“天宫“二号空间实验室成功实现自动交会对接,如图1所示.随后,航天员景海鹏、陈冬先后进入天宫二号空间实验室,开启30天的太空生活,将在舱内按计划开展相关空间科学实验和技术试验.
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(3)一些在地面上很容易完成的实验,在太空失重的环境中却难以完成,如用沉淀法将水中的泥沙分离.请你写出一个类似的实验.

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A.
B.
C.
D.

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