15．如圖所示，一條長為L的輕繩的上端固定，下端栓一質(zhì)量為m的小球，給小球一個(gè)初速度使它在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．若繩與豎直方向的夾角為α，試分析小球所受向心力大小及其線速度．

分析 向心力是根據(jù)效果命名的力，可以是幾個(gè)力的合力，也可以是某個(gè)力的分力，對(duì)物體受力分析時(shí)不能把向心力作為一個(gè)力分析，擺球只受重力和拉力作用；擺球做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力是重力沿水平方向指向圓心的分力提供的，可以根據(jù)牛頓第二定律和向心力列式求出向心力和線速度．

解答 解：小球只受重力和繩的拉力作用，二者合力沿水平方向指向圓心，提供向心力；
根據(jù)幾何關(guān)系可知：向心力大小為：Fn=mgtanα；
小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為：r=Lsinα，
則由牛頓第二定律得：
mgtanα=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，
解得：v=$\sqrt{gLsinα•tanα}$
答：球所受向心力大小是mgtanα，其線速度是$\sqrt{gLsinα•tanα}$．

點(diǎn)評(píng) 該題為圓錐擺模型，對(duì)于向心力，要知道它是效果力，它由某一個(gè)力充當(dāng)，或幾個(gè)力的合力提供，它不是性質(zhì)的力，分析物體受力時(shí)不能分析向心力．同時(shí)，還要清楚向心力的不同的表達(dá)式．

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：實(shí)驗(yàn)題

8．在做“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球多次沿同一軌道運(yùn)動(dòng)，通過描點(diǎn)法畫小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡．
（1）為了能較準(zhǔn)確地描繪運(yùn)動(dòng)軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認(rèn)為正確的選項(xiàng)前面的字母填在橫線上AC．
A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B．每次釋放小球的位置可以不同
C．每次必須由靜止釋放小球
D．記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴(yán)格地等距離下降
（2）作出平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡后，為算出其初速度，實(shí)驗(yàn)中需測(cè)量的數(shù)據(jù)有小球從原點(diǎn)到某時(shí)刻的水平位移x和小球從原點(diǎn)到某時(shí)刻的豎直位移y．其初速度的表達(dá)式為v0=$x\sqrt{\frac{g}{2y}}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．將一薄鋼條的下端固定，如圖所示，分別用不同的力推它F1=F3=F4＞F2，使其發(fā)生A、B、C、D各圖中所示的形變，則（　�。�
A．對(duì)比圖A和B說明力的作用效果與力的大小有關(guān)
B．對(duì)比圖B和D說明力的作用效果與力的作用點(diǎn)有關(guān)
C．對(duì)比圖A和D說明力的作用效果與力的大小有關(guān)
D．對(duì)比圖C和D只說明力的作用效果與力的方向有關(guān)

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．A、D分別是斜面的頂端、底端，B、C是斜面上的兩個(gè)點(diǎn)，AB=BC=CD，E點(diǎn)在D點(diǎn)的正上方，與A等高．從E點(diǎn)以不同的水平速度拋出質(zhì)量相等的兩個(gè)小球，球1落在B點(diǎn)，球2落在C點(diǎn)，兩球從拋出到落在斜面上的運(yùn)動(dòng)過程中的說法正確的是（　�。�
A．球1和球2動(dòng)能增加量之比為1：2
B．球1和球2運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度大小之比為1：2
C．球1和球2拋出時(shí)初速度大小之比為2：1
D．球1和球2運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1：2

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．如圖所示，長2m的木板AB靜止在粗糙水平地面上，C為其中點(diǎn)．木板上表面AC部分光滑，CB部分粗糙，下表面與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.1．木板右端靜止放置一個(gè)小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），它與木板CB部分的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.2．已知木板和小物塊的質(zhì)量均為2kg，重力加速度g取10m/s2．現(xiàn)對(duì)木板施加一個(gè)水平向右的恒力F．
（1）為使小物塊與木板保持相對(duì)靜止，求恒力的最大值Fm；
（2）當(dāng)F=20N時(shí)，求小物塊經(jīng)多長時(shí)間滑到木板中點(diǎn)C．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．如圖是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖．在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的勻速磁場(chǎng)中，單匝的矩形線圈繞垂直于磁感線的軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的兩端通過滑環(huán)、電刷與R=8Ω的電阻形成閉合電路．已知線圈電阻r=2Ω，ab長度L1=20m，bc長度L2=10cm，當(dāng)線圈以=100πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求：
（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Eω；
（2）從線圈處于圖示位置（中性面）開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式；
（3）電路中電流表的示數(shù)．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

7．如圖所示，水面下有一光源S，它發(fā)出的光由兩個(gè)單一頻率的光組成．現(xiàn)有它發(fā)出的一束光線在水面上的A點(diǎn)發(fā)生折射，分成a、b兩束光，其中b（填“a”或“b”）光頻率較高；如果逐漸增大入射光的入射角．b（填“a”或“b”）光先發(fā)生全反射；在干涉實(shí)驗(yàn)中，a、b兩束光分別通過兩個(gè)相同的干涉裝置，a光的條紋間距大于（填“大于”、“小于”或“等于”）b光的條紋間距．

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科目：高中物理 來源： 題型：實(shí)驗(yàn)題

4．用雙縫干涉測(cè)光的波長．實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，已知單縫與雙縫間的距離L1=100mm，雙縫與屏的距離L2=600mm，單縫寬d1=0.10mm，雙縫間距d2=0.20mm．用測(cè)量頭來測(cè)量光屏上干涉亮條紋到中心的距離．測(cè)量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪，使分劃板左右移動(dòng)，讓分劃板的中心刻線對(duì)準(zhǔn)屏上亮紋的中心，（如圖2所示），記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)為0.640mm，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)量頭，使分劃板中心刻線對(duì)準(zhǔn)第7條亮紋的中心（如圖3所示）記下此時(shí)手輪上的讀數(shù)10.295mm．由此可以計(jì)算出這次實(shí)驗(yàn)中所測(cè)得的單色光的波長5.4×10-7m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）在本實(shí)驗(yàn)中如果增大雙縫與屏的距離則光屏上得到的條紋間距增大（填增大、減小或不變）．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．一質(zhì)量m=0.1kg的物塊放在水平圓盤上，木塊與圓盤間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5，木塊與圓盤中心用勁度系數(shù)k=5N/m的彈簧相連，彈簧原長L0=5cm，要使木塊與圓盤保持相對(duì)靜止，則以下兩種情況下圓盤的角速度大小范圍：
（1）木塊放在距圓盤中心r1=5cm處；
（2）彈簧形變量△x=2cm時(shí)．（彈簧彈性限度內(nèi)）

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