【題目】小明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,抖動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。當(dāng)球某次運(yùn)動到最低點(diǎn)時,繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地,如圖所示。已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為,重力加速度為g。忽略手的運(yùn)動半徑和空氣阻力。

(1)求繩斷時球的速度大小v

(2)問繩能承受的最大拉力多大?

(3)改變繩長,使球重復(fù)上述運(yùn)動,若繩仍在球運(yùn)動到最低點(diǎn)時斷掉,要使球拋出的水平距離最大,繩長l應(yīng)為多少?最大水平距離為多少?

【答案】(1)(2)(3)d/2;

【解析】試題分析:

(1)設(shè)繩斷后球飛行時間為t,由平拋運(yùn)動規(guī)律,有:,所以。根據(jù)機(jī)械能守恒定律則:,所以

(2)設(shè)繩能承受的最大拉力大小為F,這也是球受到繩的最大拉力大。蜃鰣A周運(yùn)動的半徑為,根據(jù)圓周運(yùn)動向心力公式,解得。

(3)設(shè)繩長為l,繩斷時球的速度大小為v3,繩承受的最大拉力不變,有

繩斷后球做平拋運(yùn)動,豎直位移為,水平位移為x,時間為,有

,根據(jù)一元二次方程的特點(diǎn),當(dāng)時,x有極大值,

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某電場的電場線分布如圖實線所示,一帶電粒子在電場力作用下經(jīng)A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),運(yùn)動軌跡如虛線所示.粒子重力不計,則粒子的加速度、動能、電勢能的變化情況是(  )

A. 若粒子帶正電,其加速度和動能都增大,電勢能增大

B. 若粒子帶正電,其動能增大,加速度和電勢能都減小

C. 若粒子帶負(fù)電,其加速度和動能都增大,電勢能減小

D. 若粒子帶負(fù)電,其加速度和動能都減小,電勢能增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖甲所示,兩個點(diǎn)電荷Q1Q2固定在x軸上距離為L的兩點(diǎn),其中Q1帶正電荷位于原點(diǎn)Oa、b是它們的連線延長線上的兩點(diǎn),其中b點(diǎn)與O點(diǎn)相距3L.現(xiàn)有一帶正電的粒子q以一定的初速度沿x軸從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(粒子只受電場力作用),設(shè)粒子經(jīng)過a,b兩點(diǎn)時的速度分別為va、vb,其速度隨坐標(biāo)x變化的圖象如圖乙所示,則以下判斷正確的是(   )

A. 粒子在a點(diǎn)的電勢能比b點(diǎn)的電勢能小

B. a點(diǎn)的電勢比b點(diǎn)的電勢高

C. b點(diǎn)的場強(qiáng)一定為零

D. Q2帶負(fù)電且電荷量小于Q1

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(1)關(guān)于電磁波,下列說法中正確的有_______

A.能在真空中傳播

B.能被人眼直接觀察到

C.紅外線可以用來滅菌消毒

D.機(jī)場安檢使用X 射線可以窺見行李箱內(nèi)的物品

(2)如圖所示,螺線管的匝數(shù)為100匝,在0.1s內(nèi)穿過螺線管的磁通量變化了0.02Wb ,則螺線管兩端產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為_________V。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一輕彈簧原長為2L,其一端固定在傾角為37°的固定直軌道AC的底端A處,另一端位于直軌道上B處,彈簧處于原長,直軌道BC=5L。質(zhì)量為m的小物塊PC點(diǎn)由靜止開始下滑,最低到達(dá)E點(diǎn)(未畫出),隨后P沿軌道被彈回,最高點(diǎn)到達(dá)F點(diǎn),BF=2L,已知P與直軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,重力加速度大小為g。(取sin370=0.6,cos370=0.8

(1)求P第一次運(yùn)動到B點(diǎn)時速度的大小;

(2)PB運(yùn)動到E的過程中加速度大小和速度的大小如何變化;

3)求P運(yùn)動到點(diǎn)時彈簧的彈性勢能。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(多選)如圖所示,M、N是真空中的兩塊平行金屬板.質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子,以初速度v0由小孔進(jìn)入電場,當(dāng)M、N間電壓為U時,粒子恰好能到達(dá)N板.如果要使這個帶電粒子到達(dá)M、N板間距的后返回,下列措施中能滿足要求的是(不計帶電粒子的重力)(  )

A. 使初速度減為原來的 B. 使M、N間電壓加倍

C. 使M、N間電壓提高到原來的4 D. 使初速度和M、N間電壓都減為原來的

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如右圖所示為一組未知方向的勻強(qiáng)電場的電場線,將1×106 C的負(fù)電荷由A點(diǎn)沿水平線移至B點(diǎn),電場力做了2×10-6 J的功,A、B間的距離為2 cm.問:

(1)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)多大?方向如何?

(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢差多大?若B點(diǎn)電勢為1 V,A點(diǎn)電勢為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在平面直角坐標(biāo)系xOy的第四象限有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,一質(zhì)量為m50×108kg、電量為q10×106C的帶電粒子。從靜止開始經(jīng)U010 V的電壓加速后,從P點(diǎn)沿圖示方向進(jìn)入磁場,已知OP03m。(粒子重力不計,sin 37°06,cos 37°08)求:

1)帶電粒子到達(dá)P點(diǎn)時速度v的大;

2)若磁感應(yīng)強(qiáng)度B20 T,粒子從x軸上的Q點(diǎn)離開磁場,求OQ的距離;

3)若粒子不能進(jìn)入x軸上方,求磁感應(yīng)強(qiáng)度B′滿足的條件。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】沖擊擺是用來測量子彈速度的一種簡單裝置。如圖所示,將一個質(zhì)量很大的砂箱用輕繩懸掛起來,一顆子彈水平射入砂箱,砂箱發(fā)生擺動。若子彈射擊砂箱時的速度為v,測得沖擊擺的最大擺角為,砂箱上升的最大高度為h,則當(dāng)子彈射擊砂箱時的速度變?yōu)?/span>2v時,下列說法正確的是

A. 沖擊擺的最大擺角將變?yōu)?

B. 沖擊擺的最大擺角的正切值將變?yōu)?tan

C. 砂箱上升的最大高度將變?yōu)?/span>2h

D. 砂箱上升的最大高度將變?yōu)?/span>4h

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