发布时间 : 星期六 文章2020版高考物理总复习第七章机械能及其守恒定律专题检测卷5更新完毕开始阅读
(3)若机械能守恒,则应该满足=mgh26,故不能通过-mgh26来验证机械能守恒。
19.答案 (1)0.730 mm (2)23.50 cm (3)托盘和砝码的质量远远小于滑块的质量 (4)mgs= (M+m)-
解析 (1)挡光片宽度d=0.5 mm+0.01 mm×23.0=0.730 mm;
(2)A、B两光电门之间的距离:s=24.50 cm-1.00 cm=23.50 cm;
(3)实验中,若用托盘和砝码的重力作为细线中的拉力,应该满足的条件是:托盘和砝码的质量远远小于滑块的质量;
(4)由于光电门的宽度d很小,所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度。 滑块通过光电门B速度为:vB=
;滑块通过光电门A速度为:vA=
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,滑块从A处到达B处时m和M
组成的系统动能增加量为:ΔE= (M+m)-系统的重力势能减少量可表示为:ΔEp=mgs
;
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则实验测得的这些物理量若满足表达式mgs=(M+m)-;则可验证系统机械能守恒定律。
20.答案 (1)7.25 N (2)0.4 J (3)FG长度为0.82 m时,H离F点的水平距离最大为1.62 m 解析 (1)在D点由牛顿第二定律可得:FN-mg=m,可得:FN=mg+
由牛顿第三定律可知,滑块对轨道的压力为7.25 N; (2)要使滑块恰好不脱离圆弧轨道,在C点的速度为
vC=
m/s=2 m/s
=(0.1×10+
)N=7.25 N
从B到C过程应用动能定理:-mg·2r=
代入数据可解得:=0.4 J,由能量守恒可知: Ep=0.4 J;
(3)设FG的长度为L,到F点时速度为v1,G点时速度为v2,由能量守恒得: Ep=mg·2r+μmgcos 37°·L1=
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由平抛运动知识:L2=v2t,2R=gt x=L1+L2 由以上各式解得:L1=0.82 m,x=1.62 m。
21.答案 (1) m/s (2)1.04 N,方向竖直向上 (3)小环不能停在HK上 解析 (1)由B到D,根据动能定理:
-μmglBC-μmglCDcos θ-mglCDsin θ=0-代入数据得:v=
m/s;
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mv,
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(2)弹簧压缩量为d时,Ep=kd=mv,弹簧压缩量为2d时,Ep'=k(2d)=mv'
在B的动能变为原来的4倍,速度v'=2v,设到E点速度为vE,轨道对环的弹力为FE,根据动能定理:
-μmglBC-μmglCDcos θ-mglCDsin θ-mgR1(1+cos θ)=mv' mg+FE=m联立解得:FE=1.04 N
根据牛顿第三定律,小环在E处对轨道的压力为1.04 N,方向竖直向上; (3)假设小环在E点速度为零,在HK上滑行的距离为x,根据动能定理: mgR1(1+cos θ)+mgR2-μmgx=0
代入数据得:x=0.44 m>0.4 m,故小环不能停在HK上。 22.答案 (1)0.25 J (2)8.1 J (3)3 m/s
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解析 (1)根据动能定理有:
mgΔy+Wf= 代入已知条件得ΔE=-Wf=0.25 J
(2)设由M点运动到最低点的距离为L,由动能定理有: mgLsin θ-μmgLcos θ-Ep=0--2μmgLcos θ=0-
其中θ为MN杆的倾角且tan θ= 代入数据解得Ep=8.1 J
(3)小球与杆无压力时机械能损失最小,根据平抛运动规律有: yM=gt xM=v0t
yM=
代入数据解得v0=3 m/s
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