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1.如图所示的“S”形玩具轨道,该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,放置在竖直平面内,轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆对接而成,圆半径比细管内径大得多,轨道底端与水平地面相切,轨道在水平方向不可移动.弹射装置将一个小球(可视为质点)从a点水平弹射向b点并进人轨道,经过轨道后从最高点d水平抛出.已知小球与地面ab段问的动摩擦因数μ=0.2,不计其它机械能损失,ab段长L=1.25m,圆的半径R=0.1m,小球质量m=0.01kg,在a点速度为v0,g=10m/s2,求:
(1)若v0=5m/s2,小球从最高点d抛出后的水平射程.
(2)若v0=5m/s,小球经过轨道的最高点d时,管道对小球作用力的大小和方向.

分析 (1)对a到d全过程运用动能定理求出运动到d点速度,离开d点后做平抛运动,根据高度求出运动的时间,再求出水平位移.
(2)在d点小球受重力和管道对小球的作用力,根据两个力的合力提供做圆周运动的向心力,求出管道对小球作用力的大小和方向.

解答 解:(1)a到d过程,由动能定理得:
-μmgL-mg•4R=$\frac{1}{2}$mvd2-$\frac{1}{2}$mv02
解得:vd=2$\sqrt{3}$m/s,
小球离开d点后做平抛运动,
竖直方向:4R=$\frac{1}{2}$gt2
水平方向:s=vdt,
解得:s=$\frac{2\sqrt{6}}{5}$m≈0.98m;
(2)在d点,由牛顿第二定律得:mg+F=m$\frac{{v}^{2}}{R}$,
代入数据解得:F=1.1N,管道对小球的作用力方向:向下;
答:(1)若v0=5m/s,小球从最高点d抛出后的水平射程为0.98m.
(2)若v0=5m/s,小球经过轨道的最高点d时,管道对小球作用力的大小为1.1N,方向:竖直向下.

点评 该题为动能定理与圆周运动的结合的综合题,解决本题的关键掌握动能定理,以及知道做圆周运动沿半径方向的合力提供向心力.

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11.如图所示,重为150N的物体在水平向右的力F=30N作用下,以初速度v0沿水平面向左滑行.已知物体与水平面的动摩擦因数为0.2,则此时物体所受的摩擦力为(  )
A.30N,水平向右B.60N,水平向左C.0D.30N,水平向左

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12.在有空气阻力的情况下,竖直上抛一个球,上升阶段的加速度为a1,下落阶段的加速度为a2,上升的时间为t1,下落回原处的时间为t2,那么(  )
A.a1=a2,t1=t2B.a1>a2,t1>t2C.a1>a2,t1<t2D.a1<a2,t1<t2

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9.一列简谐横波从波源O点沿x轴正方向传播,传到N点时的波形如图所示,此时M点已振动0.4s,下列说法正确的是(  )
A.该波的波速v=10m/s
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D.M点刚开始振动时,振动方向沿y轴负向

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

16.在研究摩擦力的实验中,将木块放在水平长木板上,如图a所示.用力沿水平方向拉木块,拉力从零开始逐渐增大.分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力f随拉力F的变化图象,如图b所示.已知木块质量为8.0kg,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.

(1)求木块与长木板间的动摩擦因数;
(2)如图c,木块受到恒力F=50N作用,方向与水平方向成θ=37°角斜向右上方,求木块从静止开始沿水平面做匀变速直线运动的加速度;
(3)在(2)中拉力F作用t1=2.0s后撤去,计算再经过多少时间木块停止运动?

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6.如图所示,相距2L的AB、CD两直线间的区域存在着两个大小不同、方向相反的有界匀强电场,其中PT上方的电场E1的场强方向竖直向下,PT下方的电场E0的场强方向竖直向上,在电场左边界AB上宽为L的PQ区域内,连续分布着电量为+q、质量为m的粒子.从某时刻起由Q到P点间的带电粒子,依次以相同的初速度v0沿水平方向垂直射入匀强电场E0中,若从Q点射入的粒子,通过PT上的某点R进入匀强电场E1后从CD边上的M点水平射出,其轨迹如图,若MT两点的距离为L/2.不计粒子的重力及它们间的相互作用.试求:
(1)电场强度E0与E1
(2)在PQ间还有许多水平射入电场的粒子通过电场后也能垂直CD边水平射出,这些入射点到P点的距离有什么规律?

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13.某同学用如图1所示的实验装置探究功与速度变化的关系
(1)实验中,除打点计时器(含纸带、复写纸)、小车、平板、完全相同的橡皮筋若干、导线及开关外,在下面的仪器和器材中,必须使用的还有A和C(填顺代号).
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(2)图2为某次实验所获得的打点纸带.应该选用图中的C点的速度最能符合实验要求.
(3)关于橡皮筋做功,下列说法正确的是:B(填选项代号).
A.橡皮筋做的功可以直接测量
B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加
C.橡皮筋在小车运动的全程中始终做功
D.把橡皮筋拉伸为原来的两倍,橡皮筋做功也增加为原来的两倍.

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10.图1为某同学用电火花打点计时器研究自由落体运动规律的实验装置,在某次实验中得到一条如图2的纸带.在所打的点中从第一个点起,依次标明0,1,2,3,4,…,测得相邻点间的距离如图2所示,单位为mm,则:

(1)电火花计打点时器使用交流电源(填“交流或直流”),工作电压为220V,电源频率为50Hz.
(2)图2纸带中的左端(填“左端或右端”)与重锤相连.
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(4)打点计时器打下点4时重锤的瞬时速度大小v=0.773m/s,重锤的加速度大小为9.67 m/s2.(计算结果均保留三位有效数字)

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7.在平面直角坐标系xoy内,第一、第三象限有大小相等、垂直平面向里的匀强磁场,第二象限有平行于平面沿-x方向的匀强电场E2,第四象限有平行于平面沿+x方向的匀强电场E1.一质量为m,电量为-q的带电粒子(不计重力),从x轴上的(l,0)点以速度v0沿-y方向进入第四象限的电场中,后由x轴上的某点D沿+y方向进入第二象限的电场中,最后从x轴上的某点Q沿-y方向再度进入第四象限.已知E1=$\frac{3m{{v}_{0}}^{2}}{2ql}$,E2=2E1.求:
(1)磁感应强度B的大小;
(2)带电粒子从第一象限进入第四象限时Q点的坐标;
(3)带电粒子第一次经过全部四个象限的时间.

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