【題目】有一如圖所示的裝置,輕繩上端系在豎直桿的頂端O點(diǎn),下端P連接一個(gè)小球(小球可視為質(zhì)點(diǎn)),輕彈簧一端通過鉸鏈固定在桿的A點(diǎn),另一端連接在P點(diǎn),整個(gè)裝置可以在外部驅(qū)動(dòng)下繞OA軸旋轉(zhuǎn)。剛開始時(shí),整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),彈簧處于水平方向。現(xiàn)在讓桿從靜止開始緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng),整個(gè)過程中,繩子一直處于拉伸狀態(tài),彈簧始終在彈性限度內(nèi),忽略一切摩擦和空氣阻力。已知:OA=4m,OP=5m,小球質(zhì)量m=1kg,彈簧原長l=5m,重力加速度g10m/2。求:

(1)彈簧的勁度系數(shù)k;

(2)當(dāng)彈簧彈力為零時(shí),整個(gè)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω。

【答案】(1) (2)

【解析】(1)開始整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài),對(duì)小球進(jìn)行受力分析,如圖所示:

根據(jù)平衡條件得:

,

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:

(2)當(dāng)彈簧彈力為零時(shí),小球上移至位置,繞中點(diǎn)C做勻速圓周運(yùn)動(dòng),受力分析如圖所示:

由圖可得,軌道半徑為,,其中

根據(jù)牛頓第二定律得:

聯(lián)立解得:

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:

【題目】如圖,金星的探測(cè)器在軌道半徑為3R的圓形軌道I上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)行周期為T,到達(dá)P點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火進(jìn)入橢圓軌道II,運(yùn)行至Q點(diǎn)時(shí),再次點(diǎn)火進(jìn)入軌道III做勻速圓周運(yùn)動(dòng),引力常量為G,不考慮其他星球的影響,則下列說法正確的是(

A.探測(cè)器在P點(diǎn)和Q點(diǎn)變軌時(shí)都需要加速

B.探測(cè)器在軌道IIQ點(diǎn)的速率大于在探測(cè)器軌道I的速率

C.探測(cè)器在軌道II上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大于經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能

D.金星的質(zhì)量可表示為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,河水由西向東流,河寬為800 m,河中各點(diǎn)的水流速度大小為v,各點(diǎn)到較近河岸的距離為x,vx的關(guān)系為vx(m/s)(x的單位為m),讓小船船頭垂直河岸由南向北渡河,小船劃水速度大小恒為v4 m/s,則下列說法中正確的是 (   )

A. 小船渡河的軌跡為直線

B. 小船在河水中的最大速度是5 m/s

C. 小船在距南岸200 m處的速度小于在距北岸200 m處的速度

D. 小船渡河的時(shí)間是160 s

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,矩形區(qū)域以對(duì)角線abcd為邊界分為上、下兩個(gè)區(qū)域,對(duì)角線上方區(qū)域存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),對(duì)角線下方區(qū)域存在垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子以速度a點(diǎn)沿邊界ab進(jìn)入電場(chǎng),恰好從對(duì)角線ac的中點(diǎn)O進(jìn)入磁場(chǎng),并恰好未從邊界cd射出。已知ab邊長為2Lbc邊長為,粒子重力不計(jì),求:

(1)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大;

(2)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】滑雪運(yùn)動(dòng)深受人民群眾喜愛,某滑雪運(yùn)動(dòng)員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB,從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過程中,由于摩擦力的存在,運(yùn)動(dòng)員的速率不變,則運(yùn)動(dòng)員沿AB下滑過程中( )

A.所受合外力始終為零B.所受摩擦力大小不變

C.合外力做功一定為零D.機(jī)械能始終保持不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】12根彼此絕緣的長直導(dǎo)線并排成長為l的直導(dǎo)線帶abP1、P2是位于ab所在直線上的兩點(diǎn),位置如圖所示,Pl到導(dǎo)線帶左端的距離等于P2到導(dǎo)線帶右端的距離,所有長直導(dǎo)線中均通有大小相等、方向垂直紙面向外的恒定電流,ab上所有直導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)在P1處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B1,在P2處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B2,若僅將右邊6根直導(dǎo)線移走,則P2處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為(

A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在足夠大的絕緣光滑水平桌面上建立平面直角坐標(biāo)系,XOY坐標(biāo)系內(nèi)有垂直于桌面向下的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一、四象限內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度為2B,二、三象限內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,F(xiàn)有ab兩個(gè)完全相同的金屬小球,可視為質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量均為m,電量分別為+6q-2q,分別從x軸上兩點(diǎn)先后以垂直于x軸的水平速度射入第三和第四象限,其中b球入射速度為2v,a球第一次到達(dá)y軸時(shí)速度方向與y軸正向成60°角且恰好與第一次到達(dá)y軸的b球發(fā)生正碰,碰撞點(diǎn)記為H,碰后兩球粘在一起繼續(xù)運(yùn)動(dòng),忽略兩個(gè)小球之間的庫侖力。求:

1a球第一次到達(dá)y軸所用時(shí)間;

2a球射入磁場(chǎng)時(shí)的速度大;

3a、b球碰后第五次通過y軸所用時(shí)間及此時(shí)距碰撞點(diǎn)H的距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩個(gè)完全相同的螺線管相對(duì)放置,導(dǎo)線連接情況如圖所示,螺線管的橫截面足夠大,圖中虛線區(qū)域內(nèi)若有磁場(chǎng)可看作勻強(qiáng)磁場(chǎng)。閉合電鍵S后,由空間某點(diǎn)靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為+q的點(diǎn)電荷,點(diǎn)電荷下落h高度后恰好做垂直紙面向里的勻速直線運(yùn)動(dòng),點(diǎn)電荷一直在虛線區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)。下列各種說法中哪些是正確的(重力加速度為g)(

A.電源左端為負(fù)極,右端為正極

B.兩螺線管中的磁場(chǎng)方向水平向右

C.兩螺線管間的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

D.兩螺線管間的磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一定質(zhì)量理想氣體的圖象如圖所示,從狀態(tài)經(jīng)過程Ⅰ緩慢變化到狀態(tài),再由狀態(tài)b經(jīng)過程Ⅱ緩慢變化到狀態(tài)a,表示兩個(gè)過程的圖線恰好圍成以ab為直徑的圓。以下判斷正確的是________。

A.過程Ⅰ中氣體的溫度保持不變

B.過程Ⅱ中氣體的溫度先升高后降低

C.過程Ⅰ中氣體的內(nèi)能先減少后增加

D.過程Ⅱ中氣體向外界釋放熱量

E.過程Ⅱ中氣體吸收的熱量大于過程Ⅰ中放出的熱量

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