【題目】“旋轉(zhuǎn)秋千”是游樂園里常見的游樂項目,其基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊上,繩子下端連接座椅,人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋。若將人和座椅看為質(zhì)點,“旋轉(zhuǎn)秋千”可簡化為如圖所示的模型。其中,處于水平面內(nèi)的圓形轉(zhuǎn)盤,半徑為r,可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。讓轉(zhuǎn)盤由靜止開始逐漸加速轉(zhuǎn)動,經(jīng)過一段時間后質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起以角速度做勻速圓周運動,此時繩子與豎直方向的夾角為θ。已知繩長為L且不可伸長,質(zhì)點的質(zhì)量為m,不計空氣阻力及繩重。則下列說法中正確的是(

A. 質(zhì)點的重力越大,繩子與豎直方向的夾角θ越小

B. 質(zhì)點做勻速圓周運動的向心力是其所受懸線的拉力

C. 轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度與夾角θ的關(guān)系為

D. 質(zhì)點從靜止到做勻速圓周運動的過程中,繩子對質(zhì)點做的功為

【答案】C

【解析】

由重力和繩子的拉力的合力提供質(zhì)點圓周運動的向心力,如圖,則有:mgtanθ=mω2R
解得:tanθ=,與重力無關(guān),故A、B錯誤;

質(zhì)點做勻速圓周運動的向心力是由重力和繩子的拉力的合力提供的,故B錯誤;根據(jù)mgtanθ=mω2R=mω2r+Lsinθ)解得:,故C正確;設(shè)質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動時速度大小為v,根據(jù)向心力公式得:mgtanθ=m
對于質(zhì)點從靜止到做勻速圓周運動的過程中,重力做功為-mgl1-cosθ),設(shè)繩子拉力做功為W,則根據(jù)動能定理得:W-mgl1-cosθ=mv2
聯(lián)立①②得:W=mgl1-cosθ+mgr+Lsinθtanθ,故D錯誤。故選C

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,導(dǎo)熱性能良好的水平放置的圓筒形氣缸與一裝有水銀的U形管相連,U形管左側(cè)上端封閉一段長度為15cm的空氣柱,U形管右側(cè)用活塞封閉一定質(zhì)量的理想氣體。開始時U形管兩臂中水銀面齊平,活塞處于靜止?fàn)顟B(tài),此時U形管右側(cè)用活塞封閉的氣體體積為490mL,若用力F緩慢向左推動活塞,使活塞從A位置移動到B位置,此時U形管兩臂中的液面高度差為10cm,已知外界大氣壓強為75cmHg,不計活塞與氣缸內(nèi)壁間的摩擦,求活塞移動到B位置時U形管右側(cè)用活塞封閉的氣體體積。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】隨著人們生活水平的提高,高爾夫球?qū)⒅饾u成為普通人的休閑娛樂.如圖所示,某人從高出水平地面h的坡上水平擊出一個質(zhì)量為m的高爾夫球,由于恒定的水平風(fēng)力作用,高爾夫球豎直地落入距擊球點水平距離為LA穴,則( )

A. 球被擊出后做平拋運動

B. 該球在空中運動的時間為

C. 該球被擊出時的初速度大小為

D. 球被擊出后受到的水平風(fēng)力大小為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)熱現(xiàn)象的說法中正確的是( )

A. 物體溫度越高,分子平均動能越大

B. 一定質(zhì)量的理想氣體,溫度升高,壓強一定增大

C. 物體放熱時,內(nèi)能不一定減小

D. 從單一熱源吸收熱量并全部用來對外做功是可能實現(xiàn)的

E. 絕對零度不可能達到

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一平行板電容器充電后與電源斷開,正極板接地,在兩極飯間有一帶電油滴(電量很小,不響電場分布)位于P點且恰好處于平衡。如圖所示,若保持正極板不動,將負極板移到圖中虛線所示的位置,( )

A. 帶電油滴將沿豎直方向向下運動

B. 電容器的電壓增大

C. P點的電勢將不變

D. 帶電油滴的電勢能升高

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的電路,電源電動勢E12V,內(nèi)阻,電阻, ,間距d=0.2m的兩平行金屬板水平放置,板間分布有垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強度B=1T的勻強磁場,閉合開關(guān)S,板間電場視為勻強電場。將噴墨打印機的噴頭對準(zhǔn)兩板的中點,從噴口連續(xù)不斷地噴出水平速度的相同帶電墨滴,設(shè)滑動變阻器接入電路的阻值為。g,求:

1)當(dāng)時,電阻消耗的電功率;

2)改變的值,可以使進入板間的帶電墨滴做勻速圓周運動,最后與板相碰,碰時速度與初速度的夾角,①帶電墨滴的比荷多大?②此時的阻值為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】有人設(shè)計了一種測定某種物質(zhì)與環(huán)境溫度關(guān)系的測溫儀,其結(jié)構(gòu)非常簡單(如圖所示).兩端封閉、粗細均勻的豎直玻璃管內(nèi)有一段長10cm的水銀柱將管內(nèi)氣體分隔成上、下兩部分,上部分氣柱長20cm,壓強為50cmHg,下部分氣柱長5cm.今將管子下部分插入待測溫度的液體中(上部分仍在原環(huán)境中),水銀柱向上移動2cm后穩(wěn)定不動.已知環(huán)境溫度為27℃,上部分氣柱的溫度始終與外部環(huán)境溫度保持一致.求穩(wěn)定后:

1)下部分氣柱的壓強;

2)待測液體的溫度.(結(jié)果均保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】高速公路的ETC電子收費系統(tǒng)如圖所示,ETC通道的長度是識別區(qū)起點到自動欄桿的水平距離。某汽車以21.6km/h的速度勻速進入識別區(qū),ETC天線用了0.3s的時間識別車載電子標(biāo)簽,識別完成后發(fā)出的一聲,司機發(fā)現(xiàn)自動欄桿沒有抬起,于是采取制動剎車,汽車剛好沒有撞桿。已知司機的反應(yīng)時間為0.7s,剎車的加速度大小為5m/s2,則該ETC通道的長度約為

A. 4.2mB. 6.0mC. 7.8mD. 9.6m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,一理想變壓器原線圈與定值電阻R1、理想電流表A1一起接入電壓恒為U的交流電源上,原線圈接入電路的匝數(shù)可通過調(diào)節(jié)觸頭P進行改變,副線圈和滑動變阻器R、定值電阻R2以及理想電流表A2連接在一起,下列說法正確的是

A. 保持R不變,將觸頭P向上移動,則A1的示數(shù)變小,A2的示數(shù)變小

B. 保持R不變,將觸頭P向下移動,電源輸出的總功率變小

C. 保持P的位置不動,增大R,則A1的示數(shù)減小,A2的示數(shù)減小

D. 保持P的位置不動,增大R,則R的電功率變小,R1的電功率不變

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