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(14分)离心轨道是研究机械能守恒和向心力效果的一套较好的器材。如图甲所示,某课外研究小组将一个压力传感器安装在轨道圆周部分的最?低点B处,他们把一个钢球从轨道上的不同高处由静止释放。得到多组压力传感器示数F和对应的释放点的高度h的数据后,作出了如图乙所示的F-h图象。不计各处摩擦,取g=10m/s2

(1)求该研究小组用的离心轨道圆周部分的半径。
(2)当h="0.6" m,小球到达圆周上最高点C点时,轨道对小球的压力多大?

(1)R=0.2m   (2)FN=4N

解析试题分析:(1)小钢球从A点滚至B点的过程中,由动能定理得:
Mgh=mvB2/2
小钢球在B点时,由牛顿运动定律得:F-mg= mvB2/R
解得:F=2mgh/R+mg
由题图乙可知:当h=0时,F=mg=4N;当h=0.6m时,F=28N,
代入上式可得:R=0.2m
(2)小钢球从A点运动至C点的过程中机械能守恒可得:mgh=2mgR+mvc2/2
小钢球在C点时,由牛顿运动定律得:mg+FN=mvc2/2
解得:FN=4N
考点:本题考查动能定理,机械能守恒定律,牛顿第二定律。

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)如图所示,传送带以v=10m/s的速度逆时针运动,与水平面夹角θ=370,传送带A 端到B 端距离L=29m。在传送带顶部A 端静止释放一小物体,物体与传送带间动摩擦因数 μ="0.5" ,g=10m/s2。试求物体从A 运动到底部B的时间

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(14分)如图所示,半径R=0.8 m的光滑圆弧轨道固定在水平地面上,O为该圆弧的圆心,轨道上方的A处有一个可视为质点的质量m=1 kg的小物块,小物块由静止开始下落后恰好沿切线进入圆弧轨道.此后小物块将沿圆弧轨道下滑,已知AO连线与水平方向的夹角θ=45°,在轨道末端C点紧靠一质量M=3 kg的长木板,木板上表面与圆弧轨道末端的切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3,g取10 m/s2.求:

(1)小物块刚到达C点时的速度大小;
(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端C点时对轨道的压力;
(3)要使小物块不滑出长木板,木板长度L至少为多少?

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(1)当v=1 m/s时,杆受到的力多大,是什么力?
(2)当v=4 m/s时,杆受到的力多大,是什么力?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(13分)如图,用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知的电动机功率恒为P,小船的质量为m,小船受到的阻力大小恒为f,经过A点时的速度大小为v0,此时拖船缆绳与水平方向夹角为θ。小船从A点沿直线加速运动到B点时速度大小为v1,A、B两点间距离为d,缆绳质量忽略不计。求:

(1)小船在A点时,电动机牵引绳的速度v和电动机对绳的拉力F为多少;
(2)小船在B点时的加速度大小a;
(3)小船从A点运动到B点经过多少时间t

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,x轴与水平传送带重合,坐标原点O在传送带的左端,传送带长L=8m,传送带右端Q点和竖直光滑圆轨道的圆心在同一竖直线上,皮带匀速运动的速度v0=5m/s。一质量m=1kg的小物块轻轻放在传送带上xP=2m的P点,小物块随传送带运动到Q点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N点。小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g=10 m/s2。求:

(1)N点的纵坐标;
(2)从P点到Q点,小物块在传送带上运动系统产生的热量;
(3)若将小物块轻放在传送带上的某些位置,小物块均能沿光滑圆弧轨道运动(小物块始终在圆弧轨道运动不脱轨)到达纵坐标yM=0.25m的M点,求这些位置的横坐标范围。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(16分) 如图所示为摩托车特技比赛用的部分赛道,由一段倾斜坡道AB与竖直圆形轨道BCD衔接而成,衔接处平滑过渡且长度不计.已知坡道的倾角θ=11.5°,圆形轨道的半径R=10 m,摩托车及选手的总质量m=250 kg,摩托车在坡道行驶时所受阻力为其重力的0.1倍.摩托车从坡道上的A点由静止开始向下行驶,A与圆形轨道最低点B之间的竖直距离h=5 m,发动机在斜坡上产生的牵引力F=2750 N,到达B点后摩托车关闭发动机.已知sin11.5°=,g取10 m/s2,求:

(1) 摩托车在AB坡道上运动的加速度;
(2) 摩托车运动到圆轨道最低点时对轨道的压力;
(3) 若运动到C点时恰好不脱离轨道,求摩托车在BC之间克服摩擦力做的功.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

在水平面上放置一倾角为θ的斜面体A,质量为M,与水平面间动摩擦因数为μ1,在其斜面上静放一质量为m的物块B,A、B间动摩擦因数为μ2(已知μ2>tanθ),如图所示。现将一水平向左的力F作用在斜面体A上, F的数值由零逐渐增加,当A、B将要发生相对滑动时,F不再改变,设滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求:

(1)B所受摩擦力的最大值;
(2)水平力F的最大值;
(3)定性画出整个过程中AB的速度随时间变化的图象。

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

用牛顿第三定律判断下列说法正确的是(   )

A.轮船的螺旋桨旋转时,向后推水,水同时给螺旋桨一个反作用力,推动轮船前进
B.发射火箭时,燃料点燃后喷出的气体给空气一个作用力,推动火箭前进
C.马拉车前进,只有马对车的拉力大于车对马的拉力时,车才能前进
D.一个作用力和它的反作用力的合力为零

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