【題目】如圖所示，長為3l的不可伸長的輕繩，穿過一長為l的豎直輕質細管，兩端拴著質量分別為m、m的小球A和小物塊B，開始時B先放在細管正下方的水平地面上．手握細管輕輕搖動一段時間后，B對地面的壓力恰好為零，A在水平面內做勻速圓周運動．已知重力加速度為g，不計一切阻力．

（1）求A做勻速圓周運動時繩與豎直方向夾角θ；

（2）求搖動細管過程中手所做的功；

（3）輕搖細管可使B在管口下的任意位置處于平衡，當B在某一位置平衡時，管內一觸發(fā)裝置使繩斷開，求A做平拋運動的最大水平距離．

【答案】（1）θ=45° （2） (3)

【解析】本題考查機械能與曲線運動相結合的問題，涉及受力分析、功能關系、極值的計算。

（1）如圖

、

解得

（2）如圖，解得

（3）設拉A的繩長為x（l≤x≤2l），

，解得

當時，

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一沿x軸傳播的筒諧橫波在t=0時刻的波形圖，圖中P質點從此時刻開始的振動方程為cm，則下列說法正確的是_________

A．這列筒諧橫波沿x軸負方向傳播

B．這列簡諧橫波的傳播速度為10m/s

C．再過0.05s，質點P到達波谷

D．再過0.05s，質點P沿x軸傳播了1m

E．該波遇到寬度為10cm的狹縫時，可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑“∏”形金屬導體框平面與水平面的夾角為θ.兩側對稱，間距為L，上端接入阻值為R的電阻。ab以上區(qū)域內有垂直于金屬框平面磁感應強度為B的勻強磁場。質量為m的金屬棒MN與金屬框接觸良好，由圖示位置以一定的初速度沿導軌向上運動，進入磁場區(qū)域后又繼續(xù)上升一段距離但未碰及電阻R。已知金屬棒上升、下降經(jīng)過ab處的速度大小分別為v1、v2，不計金屬框、金屬樣電阻及空氣的理力。下列說法中正確的是

A. 金屬棒上升時間小于下降時間

B. v2的大小可能大于

C. 上升過程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱較下降過程的大

D. 金屬棒上升、下降經(jīng)過ab處的時間間隔為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一根足夠長的直導線水平放置，通以向右的恒定電流，在其正上方O點用細絲線懸掛一銅制圓環(huán)．將圓環(huán)從a點無初速釋放，圓環(huán)在直導線所處的豎直平面內運動，經(jīng)過最低點b和最右側c后返回，下列說法正確的是( )

A. 從a到c的過程中圓環(huán)中的感應電流方向先順時針后逆時針

B. 運動過程中圓環(huán)受到的安培力方向與速度方向相反

C. 圓環(huán)從b到c的時間大于從c到b的時間

D. 圓環(huán)從b到c產(chǎn)生的熱量大于從c到b產(chǎn)生的熱量

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，放置三個完全相同的圓柱體。每個圓柱體質量為m，截面半徑為R，為了防止圓柱體滾動，在圓柱體兩側固定兩個木樁。不計一切摩擦，由此可知

A. 木樁對圓柱體作用力為 mg

B. 上面圓柱體對下面一側圓柱體的作用力為mg

C. 地面對下面其中一個圓柱體的作用力為mg

D. 地面對下面兩個圓柱體的作用力為2mg

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，靜止在水平地面上傾角為θ斜面光滑的斜面體上，有一斜劈A，A的上表面水平且放有一斜劈B，B的上表面上有一物塊C，A、B、C一起沿斜面勻加速下滑．已知A、B、C的質量均為m，重力加速度為g.下列說法正確的是(　　)

A. A 的上表面可以是光滑的

B. C可能只受兩個力作用

C. A加速度大小為gcos θ

D. 斜面體受到地面的摩擦力為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑、平行的金屬軌道分水平段(左端接有阻值為R的定值電阻)和半圓弧段兩部分，兩段軌道相切于N和N′點，圓弧的半徑為r，兩金屬軌道間的寬度為d，整個軌道處于磁感應強度為B，方向豎直向上的勻強磁場中．質量為m、長為d、電阻為R的金屬細桿置于框架上的MM′處，MN＝r.在t＝0時刻，給金屬細桿一個垂直金屬細桿、水平向右的初速度v0，之后金屬細桿沿軌道運動，在t＝t1時刻，金屬細桿以速度v通過與圓心等高的P和P′；在t＝t2時刻，金屬細桿恰好通過圓弧軌道的最高點，金屬細桿與軌道始終接觸良好，軌道的電阻和空氣阻力均不計，重力加速度為g.以下說法正確的是(　　)

A. t＝0時刻，金屬細桿兩端的電壓為Bdv0

B. t＝t1時刻，金屬細桿所受的安培力為

C. 從t＝0到t＝t1時刻，通過金屬細桿橫截面的電量為

D. 從t＝0到t＝t2時刻，定值電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，空間存在一個半徑為R0的圓形勻強磁場區(qū)域，磁場的方向垂直于紙面向里，磁感應強度的大小為B．有一個粒子源在紙面內沿各個方向以一定速率發(fā)射大量粒子，粒子的質量為m、電荷量為+q．將粒子源置于圓心，則所有粒子剛好都不離開磁場，不考慮粒子之間的相互作用．

(1)求帶電粒子的速率．

(2)若粒子源可置于磁場中任意位置，且磁場的磁感應強度大小變?yōu)?/span>B，求粒子在磁場中最長的運動時間t．

(3)若原磁場不變，再疊加另一個半徑為R1(R1＞R0)圓形勻強磁場，磁場的磁感應強度的大小為 B/2，方向垂直于紙面向外，兩磁場區(qū)域成同心圓，此時該離子源從圓心出發(fā)的粒子都能回到圓心，求R1的最小值和粒子運動的周期T．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根電阻不計的光滑金屬導軌豎直放置，導軌上端接有電阻R，水平條形區(qū)域I和II內有相同的方向垂直軌道平面向里的勻強磁場，I和II之間無磁場。一電阻不計的導體棒，兩端與導軌保持良好接觸�，F(xiàn)將導體棒由區(qū)域I上邊界H處靜止釋放，并穿過兩磁場區(qū)域，圖中能定性描述該過程導體棒速度與時間關系的圖像可能是（ ）

A. B. C. D.

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