20．一質(zhì)量為1kg的小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，如圖所示，半徑R=1m，圓心O離地高度h=6m，運動到最低點繩恰好斷了，已知繩承受的最大拉力為46N，取g=10m/s2，則：
（1）繩斷時小球的速度多少？
（2）繩斷后小球落地的時間是多少？
（2）落地點到圓心O的水平距離為多少？

分析 （1）根據(jù)最低點的拉力，結(jié)合牛頓第二定律求出繩斷時小球的速度大�。�
（2）根據(jù)平拋運動的高度，結(jié)合位移時間公式求出繩斷后小球落地的時間．
（3）根據(jù)平拋運動的初速度和時間求出落地點到圓心O的水平距離．

解答 解：（1）在最低點，繩子恰好斷了，根據(jù)牛頓第二定律得，$F-mg=m\frac{{v}^{2}}{R}$，
解得$v=\sqrt{\frac{（F-mg）R}{m}}$=$\sqrt{\frac{（46-10）×1}{1}}m/s=6m/s$．
（2）根據(jù)h-R=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得，小球落地的時間t=$\sqrt{\frac{2（h-R）}{g}}=\sqrt{\frac{2×5}{10}}s=1s$．
（3）落地點到圓心O的水平距離x=vt=6×1m=6m．
答：（1）繩斷時小球的速度為6m/s；
（2）繩斷后小球落地的時間是1s；
（2）落地點到圓心O的水平距離為6m．

點評 本題考查了平拋運動和圓周運動的綜合運用，知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律，以及圓周運動向心力的來源是解決本題的關(guān)鍵．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

16．帶正電的粒子只在電場力作用下沿x軸正向運動，其電勢能EP隨位移x變化的關(guān)系如圖所示，其中0〜x2段是關(guān)于直線x=x1對稱的曲線，x2～x3段是直線，則下列說法正確的是（　�。�
A．x1處電場強度最小，但不為零
B．x2～x3段電場強度大小恒定，方向沿x軸正方向
C．粒子在0〜x2段做勻變速運動，x2～x3段做勻速直線運動
D．在0、x1、x2、x3處電勢φ1、φ2、φ3的關(guān)系為φ3＞φ2=φ0＞φ1

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

11．如圖18所示，兩平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面上相距L=1m，左端與一電阻R=0.1Ω相連；整個系統(tǒng)置于勻強磁場中，磁感應(yīng)強度大小為B=0.1T，方向豎直向下．一質(zhì)量為m=0.2kg，的導(dǎo)體棒置于導(dǎo)軌上，現(xiàn)施加一水平向右的恒力F=1N，使導(dǎo)體棒由靜止開始向右滑動，滑動過程中始終保持與導(dǎo)軌垂直并接觸良好．已知導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌的動摩擦因數(shù)μ=0.25，重力加速度大小為g，導(dǎo)體棒和導(dǎo)軌電阻均可忽略．求
（1）當(dāng)導(dǎo)體棒的速度v=1m/s時，電阻R消耗的功率；
（2）導(dǎo)體棒最大速度的大��；
（3）若導(dǎo)體棒從靜止到達(dá)最大速度的過程中，通過電阻R的電荷量為q=10C，則此過程中回路產(chǎn)生的焦耳熱為多少．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．關(guān)于線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交流電，以下說法中正確的是（　　）
A．線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向就改變一次
B．線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，感應(yīng)電動勢方向不變
C．線圈在中性面位置時，磁通量最大，磁通量的變化率為零
D．線圈在與中性面垂直的位置時，磁通量為零，感應(yīng)電動勢最大

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．矩形線圈繞垂直于運強磁場且在線框平面的軸勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生了交變電流，下列說法正確的是（　�。�
A．當(dāng)線框位于中性面時，線框的磁通量最大，磁通量變化最快
B．線框經(jīng)過中性面時，各邊切割磁感線的速度為零
C．當(dāng)穿過線框的磁通量為零時，線框中的感應(yīng)電動勢也為零
D．每當(dāng)線框繞軸每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向就改變一次

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

5．如圖所示，小球A質(zhì)量為m，固定在長為L的輕細(xì)直桿一端，繞桿的另一端O點在豎直平面內(nèi)做圓周運動．若小球經(jīng)過最低點時的速度為$\sqrt{6gL}$，不計一切阻力，則小球運動到最高點時，桿對球的作用力為（　�。�
A．推力，大小為mgB．拉力，大小為mg
C．拉力，大小為0.5mgD．推力，大小為0.5mg

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

12．如圖所示，水平面上一個光滑金屬框架上垂直放置一根長l=0.4m的金屬棒ab，其電阻r=0.1Ω，框架左端的電阻R=0.4Ω．垂直框面的勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.1T．當(dāng)用外力使棒ab以速度v=5m/s右移時，求：
（1）ab棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流．
（2）電阻R上消耗的功率和ab棒上消耗的功率．
（3）外力的大小和ab棒切割磁感線運動產(chǎn)生的電功率．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．圖中滑塊質(zhì)量為m，小球的質(zhì)量為2m，滑塊可在水平放置的光滑固定導(dǎo)軌上自由滑動，小球與滑塊上的懸點O由一不可伸長的輕繩相連，輕繩長為1．開始時，輕繩處于水平拉直狀態(tài)，小球與滑塊均靜止．現(xiàn)將小球由靜止釋放，當(dāng)小球到達(dá)最低點時，滑塊剛好被一表面涂有粘性物質(zhì)的固定在導(dǎo)軌上的擋板粘�。跇O短的時間內(nèi)速度減為零．求：
（1）小球繼續(xù)向左擺動的最大高度h；
（2）小球由靜止釋放時，滑塊和擋板之間的距離x；
（3）從滑塊與擋板接觸到速度剛好減為零的過程中，擋板阻力對滑塊的沖量I．

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

10．如圖所示為足球球門，球門寬為L．一個球員在球門中心正前方距離球門s處高高躍起，將足球頂入球門的左下方死角（圖中P點），球員頂球點的高度為h，足球做平拋運動（足球可看成質(zhì)點，忽略空氣阻力），重力加速度為g，求：
（1）足球位移的大��；
（2）足球末速度的大�。�
（3）足球初速度的方向與球門線夾角的正切值．

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同步練習(xí)冊答案