【題目】將一個(gè)力傳感器通過數(shù)字實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)連接到計(jì)算機(jī)上，就可以實(shí)時(shí)顯示快速變化的力并用圖象的形式呈現(xiàn)出來．一質(zhì)量為m的小球用一條長度為l的輕繩連接，繩的另一端固定在力傳感器上．將小球拉起至輕繩與豎直方向的夾角為θ時(shí)由靜止釋放，小球在豎直面內(nèi)來回?cái)[動（如圖甲所示），不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g=10m/s2．

(1)求小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí)的速度v及所受輕繩的拉力大小F1；

(2)由靜止釋放時(shí)輕繩的拉力F2大小為多少？

(3)若用力傳感器測得繩子對懸點(diǎn)的拉力隨時(shí)間變化的曲線如圖乙所示，則繩子的最大偏角θ為多大？

【答案】(1) (2) (3) θ=53°

【解析】

(1)小球運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中，由動能定理得：mgl(1-)=m

在最低點(diǎn)根據(jù)牛頓第二定律有：F1-mg=m

可解得小球運(yùn)動到最低點(diǎn)時(shí)的速度：v=

輕繩的拉力F1=

(2)由靜止釋放時(shí)小球的加速度為0，沿繩方向故F2=

(3)設(shè)小球的質(zhì)量為m，繩子長度為l，繩子拉力的最小值和最大值各為F1和F2
小球擺動至最高點(diǎn)時(shí)，繩子拉力最小：F1=mgcos
小球擺動至最低點(diǎn)時(shí)，繩子拉力最大：F2-mg=m
擺動過程小球的機(jī)械能守恒：mgl(1-)=m

其中由力的圖像知F1=1.0N，F(xiàn)2=3.0N.

由以上各式解得cos=，所以繩子的最大偏角為θ=53°

練習(xí)冊系列答案
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【題目】一支隊(duì)伍沿平直的公路勻速前進(jìn)，其速度的大小為v1，隊(duì)伍全長為L。一個(gè)通訊兵從隊(duì)尾以速度v2(v2>v1)趕到隊(duì)前然后立即原速返回隊(duì)尾，求這個(gè)過程中通信兵通過的路程和位移。

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【題目】在研究勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)中，如圖為一次記錄小車運(yùn)動情況的紙帶，圖中A、B、C、D、E、F、G為相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，在相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，若電源頻率為50Hz，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔為____________，根據(jù)紙帶可以求出打C點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度為 vC =__________m/s，小車運(yùn)動的加速度a =_____m/s2 (v和a均保留兩位有效數(shù)字) ．若交流電的頻率變?yōu)?/span>51Hz而未被發(fā)覺，則測得的小車的速度值與真實(shí)值比較將偏________．(選填“大”或“小”)

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【題目】如圖，一帶正電的點(diǎn)電荷固定于O點(diǎn)，兩虛線圓均以O為圓心，兩實(shí)線分別為帶電粒子M和N先后在電場中運(yùn)動的軌跡，a、b、c、d、e為軌跡和虛線圓的交點(diǎn)。不計(jì)重力。下列說法說法正確的是

A. M帶負(fù)電荷，N帶正電荷

B. M在b點(diǎn)的動能小于它在a點(diǎn)的動能

C. N在d點(diǎn)的電勢能等于它在e點(diǎn)的電勢能

D. N在從c點(diǎn)運(yùn)動到d點(diǎn)的過程中克服電場力做功

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【題目】研究小車勻變速直線運(yùn)動的實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示，其中斜面傾角可調(diào)。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為50Hz。紙帶上計(jì)數(shù)點(diǎn)的間距如圖（b）所示，其中每相鄰兩點(diǎn)之間還有4個(gè)記錄點(diǎn)未畫出。

①部分實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A. 測量完畢，關(guān)閉電源，取出紙帶。

B. 接通電源，待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器工作穩(wěn)定后放開小車。

C. 將小車停靠在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，小車尾部與紙帶相連。

D. 把打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在平板上，讓紙帶穿過限位孔。

上述實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是：____________________（用字母填寫）。

②圖（b）中標(biāo)出的相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=_________s。

③計(jì)數(shù)點(diǎn)5對應(yīng)的瞬時(shí)速度大小計(jì)算式為v5=_________。

④為了充分利用記錄數(shù)據(jù)，減小誤差，小車加速度大小的計(jì)算式應(yīng)為a=_________.

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【題目】如圖所示，輕質(zhì)彈簧豎直放置，下端固定．小球從彈簧的正上方某一高度處由靜止下落，不計(jì)空氣阻力，則從小球接觸彈簧到彈簧被壓縮至最短的過程中(　　)

A. 小球的動能一直減小 B. 小球的機(jī)械能守恒

C. 小球的重力勢能先減小后增大 D. 彈簧的彈性勢能一直增大

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(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，把________點(diǎn)作為零勢能點(diǎn)。

(2)若實(shí)驗(yàn)測得D點(diǎn)的機(jī)械能明顯偏小，造成該誤差的原因可能是（__________）

A.擺錘在運(yùn)動中受到空氣阻力的影響 B.光電門放在D點(diǎn)的右側(cè)

C.光電門放在D點(diǎn)的左側(cè) D.擺錘在A點(diǎn)釋放時(shí)有初速度

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