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为了研究过山车的原理,某兴趣小组提出了下列设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为l = 2.0m的粗糙倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除 AB 段以外都是光滑的。其AB 与BC 轨道以微小圆弧相接,如图所示.一个小物块以初速度=4.0m/s从某一高处水平抛出,到A点时速度方向恰好沿 AB 方向,并沿倾斜轨道滑下.已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数 μ = 0.50.(g=10 m/s2、sin37°= 0.60、cos37° =0.80)

(1)求小物块到达A点时速度。

(2)要使小物块不离开轨道,并从轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件?

(3)为了让小物块不离开轨道,并且能够滑回倾斜轨道 AB,则竖直圆轨道的半径应该满足什么条件?


(1) 小物块做平抛运动,经时间 t 到达A处时,令下落的高度为h,水平分速度v0,竖直速度为vy,小物块恰好沿斜面AB方向滑下,则tan37° = vy/ v0

vy = 3 m/s,

所以小物块到A点的速度为5m/s                (3分)


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中,正确的是              (  )

A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反

B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同

C.静摩擦力的方向既可能与物体的运动方向相反,也可能与物体的运动方向相同

D.静止的物体所受静摩擦力一定为零

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起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度—时间图象如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是图中的哪一个

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一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是

A.a处        B.b处

C.c处           D.d处

 


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某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如图,图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出,沿木板滑行,这时,橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验时,使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致.每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出。

(1)除了图中已有的实验器材外,还需要导线、开关、刻度尺和________电源(填“交流”或“直流”)。

(2)实验中,小车会受到摩擦阻力的作用,可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力,则下面操作正确的是______.

A.放开小车,能够自由下滑即可不是        B.放开小车,能够匀速下滑即可

C.放开拖着纸带的小车,能够自由下滑即可  D.放开拖着纸带的小车,能够匀速下滑即可

(3)若木板水平放置,小车在两条橡皮筋作用下运动,当小车速度最大时,关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置,下列说法正确的是________.

A.橡皮筋处于原长状态          B.橡皮筋仍处于伸长状态

C.小车在两个铁钉的连线处       D.小车已过两个铁钉的连线

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甲、乙为两颗地球卫星,其中甲为地球同步卫星,乙的运行高度低于甲的运行高度,两卫星轨道均可视为圆轨道.以下判断正确的是

A.甲的周期大于乙的周期         B.甲的加速度大于乙的加速度

C.乙的速度大于第一宇宙速度     D.甲在运行时能经过北极的正上方

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如图4所示,一质量为m的汽车,通过凸形路面的最高处时对路面的压力为N1 ,通过凹形路面最低处时对路面的压力为N2 ,则

A.N1>mg B.N1<mg C.N2=mg   D.N2>mg

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密闭有空气(非理想气体,分子间的作用力表现为引力)的薄塑料瓶因降温而变扁,此过程中瓶内空气

A.内能不变                         B.外界对瓶内空气做功

C.分子力做正功,分子势能变大       D.分子力做负功,分子势能变大

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为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,采用了如上右图所示实验装置。请回答下列问题:

(1)为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响应采取做法是______

A.将木板不带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀速运动

B.将木板不带滑轮的一端适当垫高,使小车在钩码拉动下恰好做匀加速运动

C.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动

D.将木板不带滑轮的一端适当垫高,在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀加速运动

(2)若实验中所用小车的质量为200 g,为了使实验结果尽量精确,在实验室提供的以下四种规格钩码中,应该挑选的钩码是_______

A.10 g         B.20 g         C.30 g         D.50 g

(3)某实验小组挑选了一个质量为50 g的钩码,在多次正确操作实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,经测量、计算,得到如下数据:第一个点到第n个点的距离为40.0 cm;打下第n点时小车的速度大小为1.20m/s。该同学将钩码的重力当作小车所受的拉力,则拉力对小车做的功为________J,小车动能的增量为________J。(g=9.8m/s2,结果保留三位有效数字)

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