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15.质量为m=2kg的滑块,由水平光滑轨道滑向竖直平面内的半圆形光滑轨道,到达最高点C后水平飞出,如图所示.已知AC的高度h=1m,
(1)如果滑块从C点飞出后落到轨道上B点处,且AB间距离x=3m,求木块在C点时对轨道的压力多大?
(2)木滑块经过C点落在轨道上离A点最近的地方离A多远?

分析 (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C点的速度;根据牛顿第二定律求出轨道C点对物块的支持力,根据牛顿第三定律得出物块对轨道的压力.(2)根据牛顿第二定律得出木滑块经过C点的最小速度,根据平抛运动规律得出木滑块经过C点落在轨道上离A点最近的距离.

解答 解:(1)如果滑块从C点飞出后落到轨道上B点处,且AB间距离x=3m,已知AC的高度h=1m,
h=$\frac{1}{2}$gt2=1m
t=$\frac{\sqrt{5}}{5}$s,
则物块在C点的速度v=$\frac{x}{t}$=3$\sqrt{5}$m/s,
根据牛顿第二定律得
mg+FN=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
FN=160N,
根据牛顿第三定律,有木块在C点时对轨道的压力是160N,
(2)滑块在C点对轨道的压力为零时速度最小,
根据牛顿第二定律得mg=$\frac{{mv}_{m}^{2}}{R}$
vm=$\sqrt{5}$m/s,
根据平抛运动规律得x′=vmt=1m,
答:(1)如果滑块从C点飞出后落到轨道上B点处,且AB间距离x=3m,木块在C点时对轨道的压力是160N,
(2)木滑块经过C点落在轨道上离A点最近的地方离A1m.

点评 本题考查了平抛运动和圆周运动的综合,知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律以及圆周运动向心力的来源是解决本题的关键.

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6.(1)在用打点计时器测速度(周期为0.02s)的实验中,某同学有如下操作步骤
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(2)假如某同学按照上述步骤打出的纸带如图所示,并且每两个计数点之间还有三个点未画出,请计算出B点的瞬时速度VB=0.25m/s  (结果保留两位有效数字).

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20.请你由平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法,提供的实验器材:弹射器(含弹丸,见示意图);铁架台(带有夹具);刻度尺.
(1)画出实验示意图;
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(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)弹丸下降的高度y和水平射程x;
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(5)计算公式:v0=$\frac{\overline{x}}{\sqrt{\frac{2y}{g}}}$.

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7.有一个额定电压为2.8V,功率约为0.8W的小灯泡,现要用伏安法描绘这个灯泡的IU图线,有下列器材供选用:
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C.电流表(0~3A,内阻0.1Ω) D.电流表(0~0.6A,内阻0.5Ω)
E.滑动变阻器(10Ω,5A)   F.滑动变阻器(200Ω,0.5A)
G.蓄电池(电动势6V,内阻不计)

(1)用如实图所示的电路进行测量,电压表应选用A,电流表应选用D.滑动变阻器应选用E.(用序号字母表示)
(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如实图所示.由图线可求得此灯泡在正常工作时的电阻为10Ω.
(3)若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连,要使灯泡正常发光,需串联一个阻值为11Ω的电阻.(以上计算结果都保留二位有效数字)

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5.下列几种中的研究对象可视为质点的是(  )
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