【题目】参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了图示的实验装置,图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板.M 板上部有一半径为R的圆弧形的粗糙轨道,P为最高点,Q为最低点,Q点处的切线水平,距底板高为H.N板上固定有三个圆环.将质量为m的小球从P处静止释放,小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心,落到底板上距Q水平距离为L处.不考虑空气阻力,重力加速度为g.求:
(1)小球到达Q点时的速度大小;
(2)小球运动到Q点时对轨道的压力大小;
(3)小球克服摩擦力做的功.
【答案】(1)小球到达Q点时的速度大小为L;
(2)小球运动到Q点时对轨道的压力大小为mg+;
(3)小球克服摩擦力做的功为mgR﹣.
【解析】解:(1)由平抛运动规律可知,
水平方向上有:L=vt,
竖直方向上有:H=gt2,
解得:v==L
(2)小球在Q受重力mg和轨道的支持力F支,对抛出点分析,由牛顿第二定律:F支﹣mg=m
解得:F支=mg+
由牛顿第三定律:F压=F支=mg+
(3)对P点至Q点的过程,应用动能定理有:mgR+Wf=mv2﹣0
解得:Wf=﹣mgR
W克f=mgR﹣
答:(1)小球到达Q点时的速度大小为L;
(2)小球运动到Q点时对轨道的压力大小为mg+;
(3)小球克服摩擦力做的功为mgR﹣.
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【题目】一电场线在竖直平面上的分布如图所示。电场中的A、B两点的电场强度分别为、
,电势分别为
、
。一个质量为m、电荷量为q的带电小球,从电场中的A点运动到B点,A、B两点间的高度差为h。小球经过A点时的速度大小为
,运动至B点时的速度大小为
,该过程的速度偏向角为α,电场力做功为W,则以下判断中正确的是( )
A. >
B. <
C. 如果电荷为负电荷,则>
D.
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【题目】如图所示,是A、B两质点从同一地点运动的x﹣t图象,则下列说法中错误的是( )
A.A质点以18 m/s的速度匀速运动
B.B质点最初2 s做加速运动,后2 s做减速运动
C.B质点先沿正方向做直线运动,后沿负方向做直线运动
D.A,B两质点在2 s末相遇
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【题目】如图所示,在圆环状导体圆心处,放一个可以自由转动的小磁针.现给导体通以顺时针方向的恒定电流,不计其他磁场的影响,则( )
A.小磁针保持不动
B.小磁针的N极将向下转动
C.小磁针的N极将垂直于纸面向外转动
D.小磁针的N极将垂直于纸面向里转动
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【题目】如图所示,固定在竖直平面内的光滑圆环的最高点有一个光滑的小孔.质量为m的小球套在圆环上.一根细线的下端系着小球,上端穿过小孔用手拉住.现拉动细线,使小球沿圆环缓慢上移.在移动过程中手对线的拉力F和轨道对小球的弹力N的大小变化情况是( )
A.F不变,N增大
B.F不变,N 减小
C.F减小,N不变
D.F增大,N减小
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【题目】如图所示,水平细杆上套一细环A,环A和球B间用一轻质绳相连,质量分别为mA、mB(mA>mB),由于B球受到水平风力作用,A环与B球一起向右匀速运动,已知细绳与竖直方向的夹角为θ,则下列说法正确的是( )
A.杆对A环的支持力随着风力的增加而保持不变
B.A环受到的摩擦力的大小为mBgtanθ
C.风力增大时,轻质绳对B球的拉力保持不变
D.A环与水平细杆间的动摩擦因数为
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【题目】某同学采用如图1所示的装置探究物体的加速度与所受合力的关系.用砂桶和砂的重力充当小车所受合力F;通过分析打点计时器打出的纸带,测量加速度a.分别以合力F 和加速度a作为横轴和纵轴,建立坐标系.根据实验中得到的数据描出如图2所示的点迹,结果跟教材中的结论不完全一致.该同学列举产生这种结果的可能原因如下:
⑴在平衡摩擦力时将木板右端垫得过高;
⑵没有平衡摩擦力或者在平衡摩擦力时将木板右端垫得过低;
⑶测量小车的质量或者加速度时的偶然误差过大;
⑷砂桶和砂的质量过大,不满足砂桶和砂的质量远小于小车质量的实验条件.
通过进一步分析,你认为比较合理的原因可能是( )
A.(1)和(4)
B.(2)和(3)
C.(1)和(3)
D.(2)和(4)
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【题目】甲乙两同学做测定木板与铁块之间的动摩擦因数的实验时,设计了甲乙两种方案:
方案甲:木板固定,用弹簧秤拉动铁块,如图甲所示;
方案乙:铁块通过弹簧秤与墙连接,用手拉动木板,如图乙所示.
实验器材有:弹簧秤、木板、质量为400g的铁块、细线、质量为200g的配重若干.(g=10m/s2)
①上述两种方案你认为更合理的方案是______(填“甲”或“乙”)
②某同学在铁块上加上配重,改变铁块对木板的正压力,记录了实验数据如下表所示:
实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
配重(个数) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
弹簧秤读数/N | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.20 | 3.00 |
请根据上述数据在图丙中画出铁块所受摩擦力Ff和压力FN的关系图象;由图象可求出木板和铁块间动摩擦因数是__________
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【题目】下列物体的运动过程,满足机械能守恒的是
A.火箭加速上升
B.潜水运动员在水中匀速下落
C.物体从空中自由下落(不计空气阻力)
D.游客在摩天轮中随摩天轮在竖直面内匀速转动
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