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(12分)如图所示是一个模拟风洞中的实验,空气压缩机在风洞可形成竖直向上的均匀气流。将一质量m=2kg的圆球套在与水平面成37°角的细直杆上,直杆固定不动,球内壁与杆间动摩擦因数μ=0.5,将此装置置于风洞中,气流可对球施加竖直向上的恒力F,某时刻由静止释放小球,经t=1s,小球通过的位移为S=0.5m.取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)求小球运动的加速度大小;
(2)求恒力F的大小;
(3)求运动1s内,小球机械能的变化量ΔE;
(1)1 m/s2  (2) 10N或30N  (3)-5J或7J

试题分析:(1)小球做匀加速运动,
(2)若小球向下运动,F1<mg,由牛顿第二定律:

代入数据解得:F1=10N
若小球向上运动,F1>mg,由牛顿第二定律:

代入数据解得:F2=30N
(4)若小球沿杆向下运动,
根据功能关系
若小球沿杆向上运动,
根据功能关系
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

若战机从“辽宁舰”航母上起飞滑行的距离相同,牵引力相同,则起飞滑行的过程
A.携带弹药越多,加速度越大
B.携带弹药越多,滑行时间越长
C.携带燃油越多,获得的起飞速度越大
D.携带燃油越多,牵引力做功越大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

弹簧振子在光滑水平面上做简谐运动,在振子向平衡位置运动的过程中(  ).
A.振子所受的回复力逐渐增大
B.振子的位移逐渐增大
C.振子的速度逐渐减小
D.振子的加速度逐渐减小

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

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A.两物体间始终没有相对运动
B.两物体间从受力开始就有相对运动
C.两物体开始没有相对运动,当F>12 N时,开始相对滑动
D.两物体开始没有相对运动,当F>18 N时,开始相对滑动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(14分)某同学利用玩具电动车模拟腾跃运动.如图所示,AB是水平地面,长度为L=6m,BC是半径为R=12m的圆弧,AB、BC相切于B点,CDE是一段曲面.玩具电动车的功率始终为P=10W,从A点由静止出发,经t=3s到达B点,之后通过曲面到达离地面h=1.8m的E点水平飞出,落地点与E点的水平距离x=2.4m.玩具电动车可视为质点,总质量为m=1kg,在AB段所受的阻力恒为2N,重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力.求:

(1)玩具电动车过B点时对圆弧轨道的压力:
(2)玩具电动车过E点时的速度;
(3)若从B点到E点的过程中,玩具电动车克服摩擦阻力做功10J,则该过程所需要的时间是多少?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k,一端固定在倾角为的斜面底端,另一端与物块A连接,物块B沿斜面叠放在物块A上但不黏连。物块A、B质量均为m,初始时两物块均静止。现用平行于斜面向上的拉力F拉动物块B,使B做加速度为a的匀加速运动,两物块在开始一段时间内的v-t图象如图乙所示(t1时刻A、B的图线相切,t2时刻对应A图线的最高点),重力加速度为g,则 

A.A达到最大速度时的位移为
B.拉力F的最小值为 
C.t1=时A、B分离
D.A、B分离前,A、B和弹簧系统机械能增加,A和弹簧系统机械能增加

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

2013年6月20日,在中国迄今最高“讲台”天宫一号上,女航天员王亚平向地面的千万名师生进行了太空授课。在演示如何在太空中测量物体质量时,她让“助教”聂海胜固定在仪器上,启动机械臂拉他由静止开始向舱壁运动,假设仪器测出聂海胜受到机械臂的恒定拉力为F,经时间t时.测速仪测出他运动的速率为v,则聂海胜的质量为
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,在水平放置的圆盘边缘C点固定一个小桶,桶的高度不计,圆盘半径为R=1m,在圆盘直径CD的正上方,与CD平行放置一条水平滑道AB,滑道右端B与圆盘圆心O在同一竖直线上,且B点距离圆盘圆心的竖直高度h= 1.25m,在滑道左端静止放置质量为m=0.4kg的物块(可视为质点),物块与滑道的动摩擦因数为μ=0.2,现用力F="4" N的水平作用力拉动物块,同时圆盘从图示位置以角速度ω="2π" rad/s,绕通过圆心O的竖直轴匀速转动,拉力作用在物块上一段时间后撤掉,最终物块由B点水平抛出,恰好落入圆盘边缘的小桶内。(重力加速度取10m/s2。)

(1)若拉力作用时间为0.5s,求所需滑道的长度
(2)求拉力所做的最少的功

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

分如图所示,在A点固定一正电荷,电量为Q,在离A高度为H的C处由静止释放某带同种电荷的液珠,开始运动瞬间的加速度大小恰好为重力加速度g。已知静电常量为k,两电荷均可看成点电荷,不计空气阻力。求:

(1)液珠的比荷;
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(3)若已知在点电荷Q的电场中,某点的电势可表示成,其中r为该点到Q的距离(选无限远的电势为零)。求液珠能到达的最高点B离A点的高度

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