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题文

某校兴趣小组制作了一个游戏装置,其简化模型如图所示,在A点用一弹射装置将小滑块以某一水平速度弹射出去,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径R=0.1m的光滑竖直圆形轨道,运行一周后自B点向C点运动,C点右侧有一陷阱,C、D两点的竖直高度差h=0.2m,水平距离s=0.6m,水平轨道AB长为L1=0.5m,BC长为L2=1.5m,小滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.4,重力加速度g=10m/s2

(1)若小滑块恰能通过圆形轨道的最高点,求小滑块在A点弹射出的速度大小;
(2)若游戏规则为小滑块沿着圆形轨道运行一周离开圆形轨道后只要不掉进陷阱即为胜出。求小滑块在A点弹射出的速度大小范围。

科目 物理   题型 计算题   难度 中等
知识点: 平抛运动 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
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已知地球半径为R,引力常量为G,地球表面的重力加速度为g。不考虑地球自转的影响。
(1)推导第一宇宙速度v的表达式;
(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为h,飞行n圈,所用时间为t,求地球的平均密度。

一人用一根长L=1m,最大只能承受T=46N拉力的轻绳子,拴着一个质量m=1kg的小球(不考虑其大小),在竖直平面内作圆周运动,已知圆心O离地高H=21m,如图所示,若小球运动到达最低点时绳刚好被球拉断,(g=10m/s2)求:

(1)小球到达最低点的速度大小是多少?
(2)小球落地点到O点的水平距离是多少?

如图所示,倾角为θ=45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切,切点为B,整个轨道处在竖直平面内。一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为h=3R的D处无初速下滑进入圆环轨道.接着小滑块从圆环最高点C水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O等高的P点,不计空气阻力.

求:(1)滑块运动到圆环最高点C时的速度的大小;
(2)滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小;
(3)滑块在斜面轨道BD间运动的过程中克服摩擦力做的功。

如图所示,在竖直平面内有一条1/4圆弧形轨道AB,其半径为1m,B点的切线方向恰好为水平方向。一个质量为2kg的小物体,从轨道顶端A点由静止开始沿轨道下滑,到达轨道末端B点时的速度为4m/s,然后做平抛运动,落到地面上的C点。若轨道末端距地面的高度h为5m(不计空气阻力,g=10m/s2),求:

(1)物体在AB轨道克服阻力做的功;
(2)物体落地时的动能。

一汽车质量为2000kg,行驶时受到的阻力为车重的0.1倍。若汽车以3000N的恒定牵引力在水平公路上从静止开始前进100m时关闭发动机。求:
(1)汽车前进100m时的速度;
(2)汽车关闭发动机后还能滑行多远。

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