【題目】如圖所示,一根長(zhǎng)0.1 m的細(xì)線,一端系著一個(gè)質(zhì)量為0.25 kg的小球,拉住線的另一端,使球在光滑的水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),使小球的轉(zhuǎn)速很緩慢地增加,當(dāng)小球的角速度增加到開始時(shí)角速度的2倍時(shí),細(xì)線斷開,線斷開前的瞬間線受到的拉力比開始時(shí)大30 N,求:

(1)線斷開前的瞬間,線受到的拉力大;

(2)線斷開的瞬間,小球運(yùn)動(dòng)的線速度;

(3)如果小球離開桌面時(shí),速度方向與桌邊線的夾角為53°,桌面高出地面0.8 m,則小球飛出后的落地點(diǎn)距桌邊線的水平距離.

【答案】(1)45N(2)5m/s(3)1.73m

【解析】

(1)線末斷開前,由線的拉力提供向心力,由題意:小球的轉(zhuǎn)速增加到開始時(shí)轉(zhuǎn)速的2倍時(shí)細(xì)線斷開,根據(jù)向心力公式可得到線斷開時(shí)線的拉力與原來(lái)拉力的倍數(shù),結(jié)合條件:線斷開前的瞬間線的拉力比開始時(shí)大30N,即可求出線斷開前的瞬間線的拉力大小;
(2)由向心力公式 求出小球的速度大;
(3)小球離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng),由高度求出時(shí)間,并求出平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移,根據(jù)所求的距離與水平位移的數(shù)學(xué)關(guān)系求解;

(1)線的拉力等于向心力,設(shè)開始時(shí)角速度為,向心力是,線斷開的瞬間,角速度為,線的拉力是,則根據(jù)題意有:,

根據(jù)向心力公式,開始時(shí):
繩斷開前瞬間有:

聯(lián)立可以得到
又因?yàn)?/span>
聯(lián)立可以得到:;
(2)設(shè)線斷開時(shí)速度為v,,得:;
(3)設(shè)桌面高度為h,小球落地經(jīng)歷時(shí)間為t,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng),即,則:

則小球飛出后的落地點(diǎn)到桌邊線的水平距離為。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為=10:1,b是原線圈中心的抽頭,電壓表和電流表均為理想電表,從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓,其瞬時(shí)值表達(dá)式為(V),則

A. 當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí),電壓表的示數(shù)為22V

B. 當(dāng)s時(shí),電壓表的讀數(shù)為110V

C. 單刀雙據(jù)開關(guān)與a連接,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過(guò)程中,電壓表的示數(shù)增大,電流表示數(shù)變小

D. 當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí),電壓表和電流表A的示數(shù)均變大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,物體受到水平拉力F的作用,沿水平面做直線運(yùn)動(dòng).通過(guò)力傳感器和速度傳感器監(jiān)測(cè)得力F和物體速度v隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示.取重力加速度g=10m/s2,則(  )

A. 物體的質(zhì)量m=1.0kg

B. 物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4

C. 0-3s內(nèi)拉力F對(duì)物體做的功為7J

D. 0-3s內(nèi)拉力F的沖量大小為6Ns

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖(甲)所示,左側(cè)接有定值電阻的水平粗糙導(dǎo)軌處于垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度,導(dǎo)軌間距為.一質(zhì)量m=2kg,阻值,金屬棒在拉力F作用下由靜止開始從CD處沿導(dǎo)軌向右加速運(yùn)動(dòng),金屬棒與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,金屬棒與導(dǎo)軌間動(dòng)摩擦因數(shù),金屬棒的圖象如圖(乙)所示,則從起點(diǎn)發(fā)生位移的過(guò)程中

A. 拉力做的功

B. 通過(guò)電阻R的感應(yīng)電量

C. 定值電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為

D. 所用的時(shí)間一定大于1s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖為伽利略設(shè)計(jì)的一種測(cè)溫裝置示意圖,玻璃管的上端與導(dǎo)熱良好的玻璃泡連通,下端插入水中,玻璃泡中封閉有一定量的空氣。如果不計(jì)大氣壓的變化,這就是一個(gè)簡(jiǎn)易的氣溫計(jì)。已知玻璃泡的容積遠(yuǎn)大于玻璃管容積,管內(nèi)氣體體積可忽略,管長(zhǎng)為1m,水面下長(zhǎng)度為0.25m,當(dāng)溫度為19.5℃時(shí),管內(nèi)水面在管的中間立置,即離兩管口均為0.5m;

(i)玻璃管上標(biāo)刻溫度值時(shí),刻度是否均勻?說(shuō)明理由。

(ii)若大氣壓恒為1.0×105Pa,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g=10m/s2,計(jì)算這個(gè)氣溫計(jì)的測(cè)量范圍。(T=t+273K)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在光滑的水平面上方,有兩個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B,方向相反的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng),如圖.PQ為兩個(gè)磁場(chǎng)的邊界,磁場(chǎng)范圍足夠大.一個(gè)邊長(zhǎng)為a、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬正方形線框,以速度v垂直磁場(chǎng)方向從如圖實(shí)線位置開始向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)線框運(yùn)動(dòng)到分別有一半面積在兩個(gè)磁場(chǎng)中時(shí),線框的速度為v/2,則下列說(shuō)法正確的是(

A. 此過(guò)程中通過(guò)線框截面的電量為

B. 此時(shí)線框的加速度為

C. 此過(guò)程中回路產(chǎn)生的電能為

D. 此時(shí)線框中的電功率為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,兩個(gè)質(zhì)量都是m的物體A、B通過(guò)勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連,開始時(shí)A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)在A上施加一個(gè)豎直向上的恒力F,使A由靜止開始向上做加速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)B剛要離開地面時(shí),A的速度恰好達(dá)到最大,在此過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )

A. A的最大加速度為2g

B. A的最大速度為

C. 恒力F的大小為mg

D. 恒力在此過(guò)程中做的功為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一端開口、內(nèi)壁光滑的玻璃管豎直放置,管中用一段長(zhǎng)的水銀柱封閉一段長(zhǎng)的空氣,此時(shí)水銀柱上端到管口的距離為,大氣壓強(qiáng)恒為,開始時(shí)封閉氣體溫度為,取273K,求:

(1)緩慢升高封閉氣體溫度至水銀開始從管口溢出,此時(shí)封閉氣體的溫度.

(2)保持封閉氣體溫度不變,在豎直平面內(nèi)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃管內(nèi)水銀開始從管口溢出,玻璃管轉(zhuǎn)過(guò)的角度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】兩根足夠長(zhǎng)平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在傾角的光滑絕緣斜面上,頂部接有一阻值R=3Ω的定值電阻,下端開口,軌道間距L=1m.整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直斜面向上.質(zhì)量m=1kg的金屬棒ab,由靜止釋放后沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)始終垂直于導(dǎo)軌,且與導(dǎo)軌接觸良好。從金屬棒ab開始運(yùn)動(dòng)至達(dá)到最大速度過(guò)程中,金屬棒下降的豎直高度為h=3m,金屬棒ab在導(dǎo)軌之間的電阻,電路中其余電阻不計(jì), ,取.求:

1)金屬棒ab達(dá)到的最大速度;

2)金屬棒ab沿導(dǎo)軌向下運(yùn)動(dòng)速度時(shí)的加速度大小;

3)從金屬棒ab開始運(yùn)動(dòng)至達(dá)到最大速度過(guò)程中,電阻R上產(chǎn)生的熱量;

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