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17.如图所示是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和竖直平面内半径R=2.0m的光滑圆形轨道组成,B、C分别是圆形轨道的最低点和最高点.一个质量m=1.0kg、可视为质点的小滑块,从圆轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,最后停在圆轨道右侧D点(图中未画出).已知A、B间距L=6.0m,小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,水平轨道足够长,求:
(1)滑块经过C点时受到轨道的作用力F;
(2)AD间的距离.

分析 (1)对滑块从A运动到C点的运动过程,运用动能定理得求得滑块经过C点的速度,再对小滑块在C点进行受力分析,并利用牛顿第二定律求出轨道对小滑块作用力F;
(2)滑块在整个运动的过程中,分析摩擦力做功与小滑块动能的变化,写出方程即可求得AD间的距离.

解答 解:(1)滑块从A到C,根据动能定理得:
-μmgL-mg•2R=$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
代入数据解得:vC=2$\sqrt{10}$m/s;
滑块在C点时,受到重力mg和轨道对它的作用力F,根据牛顿第二定律有:
mg+F=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$
代入数据解得:F=10N;
(2)设AD间的距离为x.滑块在整个运动的过程中,重力做功为零,根据动能定理得:
-μmgx=0-$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
解得:x=$\frac{{v}_{0}^{2}}{2μg}$=36m;
答:(1)滑块经过C点时受到轨道的作用力大小为10N;
(2)AD间的距离为36m.

点评 选取研究过程,运用动能定理解题.动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动.要明确滑块通过最高点C时,由合力充当向心力.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

7.如图所示的几种情况,重力做功的是(  )
A.
杠铃不动
B.
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C.
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D.
水桶未被提起

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5.用频率为v的光照射金属表面所产生的光电子垂直进入磁感强度为B的匀强磁场中作匀速圆周运动时,其最大半径为R,电子质量为m,电量为e,则金属表面光电子的逸出功为$hv-\frac{{e}^{2}{B}^{2}{R}^{2}}{2m}$.

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12.某人以速度v1=4m/s将一小球抛出,小球落地时的速度为v2=8m/s,求小球刚被抛出时的高度h.(g取10m/s2,不计空气阻力)

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2.如图所示,在顺时针匀速转动的倾斜传送带上端无初速度放一货物,货物从上端运动到下端的过程中,选择地面所在的水平面为参考平面,下面说法正确的是(  )
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C.货物的机械能一定在增大
D.货物的机械能可能先增大后减小

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9.如图,某小球从O点以初速度v0斜向上抛出,初速度方向与水平方向的夹角为θ,以O点为坐标原点在竖直平面内建立坐标系,x轴沿v0方向,y轴沿与v0垂直的方向,不计空气阻力,将小球的运动沿x轴和y轴分解,则(  )
A.小球沿x轴方向作初速度为v0,加速度大小为gcosθ的匀变速运动
B.小球沿y轴方向作初速度为0,加速度大小为gsinθ的匀加速直线运动
C.小球从抛出后经过时间$\frac{2{v}_{0}}{gsinθ}$到达y轴
D.小球到达y轴时速度的大小为v0$\sqrt{1+4ta{n}^{2}θ}$

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

6.如图所示,倾角为53°的斜面的下端有一水平传送带,传送带正以v=6m/s的速度运动,运动方向如图所示.一个质量为m=2kg的物体(物体可以视为质点),从h=3.2m高处由静止沿斜面下滑,物体经过A点时,不管是从斜面到传送带还是从传送带到斜面,都不计其动能损失. 已知物体与斜面和与传送带间的动摩擦因数相等均为μ=0.5,物体向左最远能滑到传送带AB的中点处,重力加速度g=10 m/s2,(sin53°=0.8,cos53°=0.6)则:
(1)传送带AB间的距离l为多少?
(2)物体接着又随传送带向右运动,求最后沿斜面上滑的最大高度h′为多少?
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7.如图所示,竖直绝缘墙壁上有个固定的质点B,用线把小球A悬于O点,静止时恰好与小球B接触.A、B两质点因为带电而相互排斥,致使悬线与竖直方向成θ角.绳子长为L,开始时两球相距为S.若A球电量变为原来的$\frac{1}{8}$,电性不变,则此时两球间的距离为(  )
A.sB.$\frac{s}{2}$C.$\frac{s}{4}$D.$\frac{s}{8}$

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