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11.如圖所示,在豎直平面的xoy坐標(biāo)系內(nèi),一根長(zhǎng)為l的不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩,一端固定在拉力傳感器A上,另一端系一質(zhì)量為m的小球.x軸上的P點(diǎn)固定一個(gè)表面光滑的小釘,P點(diǎn)與傳感器A相距3l4.現(xiàn)拉小球使細(xì)繩繃直并處在水平位置,然后由靜止釋放小球,當(dāng)細(xì)繩碰到釘子后,小球可以繞釘子在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).已知重力加速度大小為g,求:
(1)若小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)拉力傳感器的示數(shù)為7mg,求此時(shí)小球的速度大小;
(2)傳感器A與坐標(biāo)原點(diǎn)O之間的距離;
(3)若小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)繩子恰好斷開,請(qǐng)確定小球經(jīng)過y軸的位置.

分析 (1)由牛頓第二定律求的速度;
(2)有機(jī)械能守恒求的距離
(3)小球從最低點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)即可求得

解答 解:(1)小球在最低點(diǎn)由牛頓第二定律得F-mg=mv2R
由題意可知R=14l
聯(lián)立解得v=6gl2
(2)有機(jī)械能守恒得mgh+l4=12mv2
解得h=l2
(3)x=3l42l22=54l
斷開后做平拋運(yùn)動(dòng),故x=vt
y=12gt2
解得y=548l
小球離開y軸時(shí)的縱坐標(biāo)為-(548l+14l)=-1748l
即小球離開y軸的坐標(biāo)為(0,-1748l)
答:
(1)若小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)拉力傳感器的示數(shù)為7mg,此時(shí)小球的速度大小6gl2;
(2)傳感器A與坐標(biāo)原點(diǎn)O之間的距離l2
(3)若小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)繩子恰好斷開,小球經(jīng)過y軸的位置(0,-1748l).

點(diǎn)評(píng) 小球在運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功,機(jī)械能守恒,應(yīng)用機(jī)械能守恒定律與牛頓第二定律即可正確解題;解題時(shí)要注意,小球到達(dá)最帝點(diǎn)時(shí),重力和拉力提供向心力.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.在“探究外力做功與物體動(dòng)能變化關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中.
(1)實(shí)驗(yàn)室提供了以下實(shí)驗(yàn)器材:鐵架臺(tái)、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、重錘(質(zhì)量已知),為順利完成本實(shí)驗(yàn),你還需要的器材有:C;(選填字母代號(hào))
A、天平    B、彈簧秤    C、刻度尺    D、秒表
(2)實(shí)驗(yàn)室中有兩種重錘,重錘A質(zhì)量為50g,重錘B質(zhì)量為200g,應(yīng)選用B;(選填字母代號(hào))
(3)實(shí)驗(yàn)中獲得如圖所示紙帶,若取g=10m/s2,完成下列數(shù)據(jù).

vB=0.40m/s,vE=0.98m/s.若重錘的質(zhì)量是m,從B到E過程中,重錘動(dòng)能變化量△Ek=0.80J;重力對(duì)重錘所做的功W=0.83J.△Ek與W的大小關(guān)系是△Ek<W(選填“>”、“=”或“<”)
(4)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的主要原因是紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間存在在摩擦,存在空氣阻力.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.某同學(xué)用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證力的平行四邊形定則.實(shí)驗(yàn)記錄紙如圖乙所示,O點(diǎn)為橡皮筋被拉伸后伸長(zhǎng)到的位置,兩彈簧測(cè)力計(jì)共同作用時(shí),拉力F1和F2的方向分別過P1和P2點(diǎn);一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉橡皮筋時(shí),拉力F3的方向過P3點(diǎn).三個(gè)力的大小分別為:F1=2.85N、F2=2.64N和F3=4.30N.請(qǐng)根據(jù)圖中給出的標(biāo)度作出三個(gè)力的圖示,并通過作圖求出F1和F2的合力大小為4.5N.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

19.如圖,在傾角θ=53°的固定斜面上放置一質(zhì)量M=1kg、長(zhǎng)度l=3m的薄平板AB.平板的上表面光滑,其下端B與斜面底端C的距離為L(zhǎng)=9m.在平板的上端A處放一質(zhì)量m=1kg的小滑塊,開始時(shí)使平板和滑塊都靜止,之后將它們無初速釋放.設(shè)平板與斜面間、滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5,不考慮滑塊由平板落到斜面的速度變化.求:(sin53°=0.8,cos53°=0.6,g=10m/s2
(1)滑塊離開平板時(shí)的速度大小;
(2)滑塊從離開平板到到達(dá)斜面底端C經(jīng)歷的時(shí)間;
(3)滑塊到達(dá)C處時(shí),平板的B端與C的距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.如圖所示,平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為E的直流電源連接,下極板接地.一帶電油滴位于電容器中的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)將平行板電容器的下極板豎直向上移動(dòng)一小段距離,則( �。�
A.帶點(diǎn)油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)B.P點(diǎn)的電勢(shì)將降低
C.電容器所帶電荷量將減少D.平行板電容器的電容將變大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水,內(nèi)有一個(gè)紅蠟塊能在水中以0.1m/s的速度勻速上�。诩t蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí),使玻璃管水平向右勻速移動(dòng),測(cè)得紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與水平方向成30°角.如圖所示,若玻璃管的長(zhǎng)度為1.0m,則在紅蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮到上端的過程中,紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度大小和玻璃管水平移動(dòng)的距離分別為( �。�
A.0.lm/s,1.7mB.0.17m/s,l.0mC.0.2m/s,1.7mD.0.2m/s,l.0m

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

3.如圖所示,質(zhì)量為m=4kg的物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,現(xiàn)用與水平方向成θ=37°的斜向上拉力F=25N拉物體,使物體由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),已知sin37=0.6,g取10m/s2.求:
(1)求物體運(yùn)動(dòng)的加速度大�。�
(2)若F作用t=4s時(shí)立即撤去,此后物體運(yùn)動(dòng)的位移大�。�

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

20.在行車過程中,遇到緊急剎車,乘客可能受到傷害.為此人們?cè)O(shè)計(jì)了安全帶以盡可能地減輕緊急剎車時(shí)造成的危害.如圖所示,車內(nèi)某乘客的質(zhì)量為50kg,汽車剎車前的速度為108km/h,從踩下剎車到汽車完全停止需要的時(shí)間為5s,則此過程中安全帶對(duì)乘客的作用力大小最接近( �。�
A.100NB.300NC.500ND.700N

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖甲所示,一閉合線圈固定在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,且線圈平面與磁場(chǎng)垂直.設(shè)垂直紙面向里為磁感應(yīng)強(qiáng)度B的正方向,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間而變化的情況如圖乙所示,圖甲中線圈上的箭頭的方向?yàn)楦袘?yīng)電流 i的正方向.則在下圖中給出的線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間而變化的圖象可能的是( �。�
A.B.C.D.

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