【題目】如圖所示，裝置可繞豎直軸轉(zhuǎn)動，可視為質(zhì)點的小球與兩輕細線連接后分別系于、兩點，裝置靜止時細線水平，細線與豎直方向的夾角．已知小球的質(zhì)量m=1kg，細線長L=1m，點距點的水平和豎直距離相等．（重力加速度取，，）

（1）若裝置以一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動時，線水平且張力恰為0，求線的拉力大小？

（2）若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度，求細線與的拉力分別多大？

（3）若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度，求細線與的拉力分別多大？

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

（1）線AB水平且張力恰為0時，對小球受力

線AC的拉力：

T==N=12.5N

（2）當細線AB上的張力為0時，小球的重力和細線AC拉力的合力提供小球圓周運動的向心力，有：

解得：

由于，則細線AB上有拉力，設(shè)為，AC線上的拉力為

豎直方向

根據(jù)牛頓第二定律得

解得細線AC的拉力

細線AB的拉力

（3）當AB細線豎直且拉力為零時，B點距C點的水平和豎直距離相等，故此時細線與豎直方向的夾角為，此時的角速度為，

根據(jù)牛頓第二定律

解得

由于，當時，細線AB在豎直方向繃直，拉力為，仍然由細線AC上拉力的水平分量提供小球做圓周運動需要的向心力．

水平方向

豎直方向

解得細線AC的拉力

，

細線AB的拉力

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在距地面高h1=2m的光滑水平臺面上，一個質(zhì)量m=1kg的小物塊壓縮彈簧后被鎖扣K鎖住，儲存的彈性勢能Ep=4.5J�，F(xiàn)打開鎖扣K，物塊與彈簧分離后將以一定的水平速度向右滑離平臺，并恰好從B點沿切線方向進入光滑的BC斜面，已知B點距水平地面的高h2=1.2m，小物塊過C點無機械能損失，并與水平地面上長為L=10m的粗糙直軌道CD平滑連接，小物塊沿軌道BCD運動并與右邊的豎直墻壁發(fā)生碰撞，重力加速度g=10m/s2，空氣阻力忽略不計。試求：

(1)小物塊運動到平臺末端A的瞬時速度vA大小；

(2)小物塊從A到B的時間、水平位移大小以及斜面傾角θ的正切（tanθ）大��；

(3)若小物塊與墻壁碰撞后速度等大反向，只會發(fā)生一次碰撞，且不能再次經(jīng)過C點，那么小物塊與軌道CD之間的動摩擦因數(shù)μ應(yīng)該滿足怎樣的條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某物理興趣小組圍繞一個量程為3mA，內(nèi)阻Rg約為100Ω的電流計G展開探究，可供選擇的器材有電阻箱R0，最大阻值為9999.9Ω，滑動變阻器甲，最大阻值為10kΩ，滑動變阻器乙，最大阻值為2kΩ，電源E1，電動勢為1.5V，內(nèi)阻較小，電源E2，電動勢為9V，內(nèi)阻較��；開關(guān)2個，導線若干。

（1）為測量該電流計的內(nèi)阻，小明設(shè)計了如圖a所示電路，實驗步驟如下：

①斷開S1和S2；將R調(diào)到最大；

②合上S1調(diào)節(jié)R使G滿偏；

③合上S2，調(diào)節(jié)的值到使G半偏，此時刻認為G的內(nèi)阻Rg=

在上述可供選擇的器材中，為了使測量盡量精確，滑動變阻器應(yīng)該選擇_________（甲或乙）；電源應(yīng)該選_________（E1或E2），在實驗中認為電流計G內(nèi)阻Rg=，此結(jié)果與Rg的真實值相比_______（偏大、偏小、相等）。

（2）若測的電流計G的內(nèi)阻Rg=100Ω，小芳用電源E1、電阻箱R0和電流計G連接了如圖b所示的電路，在電流計兩端接上兩個表筆，設(shè)計出一個簡易的歐姆表，并將表盤的電流刻度轉(zhuǎn)化為電阻刻度；閉合開關(guān)，將兩表筆斷開；調(diào)節(jié)電阻箱，使指針指在“3mA”處，此處刻度應(yīng)標阻值為_______Ω（選填“0”或“∞”）；再保持電阻箱阻值不變，在兩表筆間接不通阻值的已知電阻找出對應(yīng)的電流刻度，則“2mA”處對應(yīng)表筆間電阻阻值為__________Ω。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】甲乙兩小孩各乘一輛小車在光滑的水平冰面上勻速相向行駛，速度大小均為v0=6 m / s，甲車上有質(zhì)量為m=1 kg的小球若干個，甲和他的小車及小車上小球的總質(zhì)量為M1=50 kg，乙和他的小車的總質(zhì)量為M2=30 kg。為避免相撞，甲不斷地將小球以相對地面為v′=16.5 m / s的水平速度拋向乙，且被乙接往，假如某一次甲將小球拋出且被乙接住后，剛好可保證兩車不致相撞。則甲總共拋出的小球個數(shù)是

A. 12B. 13C. 14D. 15

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【題目】如圖所示，半徑為R，內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置，兩個質(zhì)量均為m的小球A、B以不同速率進入管內(nèi)，A通過最高點C時，對管壁上部的壓力為3mg，B通過最高點C時，對管壁下部和管壁上部的壓力都為零，求：

(1)小球A在最高點的速度大��；

(2)小球B在最高點的速度大小；

(3)A、B兩球落地點間的距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2018年12月8日凌晨，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心利用長征三號乙改進型運載火箭成功發(fā)射嫦娥四號探測器，對月球背面南極艾特肯盆地開展著陸巡視探測，實現(xiàn)了人類首次月球背面軟著陸和巡視勘察。假設(shè)探測器在近月軌道上繞月球做勻速圓周運動，經(jīng)過時間（小于繞行周期）運動的弧長為s，探測器與月球中心連線掃過的角度為（弧度），引力常量為G，則（　　）

A.探測器的軌道半徑為

B.探測器的環(huán)繞周期為

C.月球的質(zhì)量為

D.月球的密度為

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【題目】如圖所示，木塊B上表面是水平的，當木塊A置于B上，并與B保持相對靜止，一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑，在下滑過程中（　�。�

A. A所受的合外力對A做正功

B. B對A的彈力做正功

C. B對A的摩擦力做正功

D. A對B做正功

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，足夠長光滑金屬導軌MN、PQ處在同一斜面內(nèi)，斜面與水平面間的夾角θ=30°，兩導軌間距d=0.2 m，導軌的N、Q 之間連接一阻值R=0.9 Ω的定值電阻。金屬桿ab的電阻r=0.1 Ω，質(zhì)量m=20 g，垂直導軌放置在導軌上。整個裝置處在垂直于斜面向上的勻強磁場中，勻強磁場的磁感應(yīng)強度B=0.5 T�，F(xiàn)用沿斜面平行于金屬導軌的力F拉著金屬桿ab向上運動過程中，通過R的電流i隨時間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。不計其它電阻，重力加速度g取10 m/s2。

(1)求金屬桿的速度v隨時間t變化的關(guān)系式；

(2)請作出拉力F隨時間t的變化關(guān)系圖像；

(3)求0～1 s內(nèi)拉力F的沖量。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，一質(zhì)量m=0. 06kg的金屬棒垂直放在傾角的導軌上，導軌間的距離l=0. 2m，金屬棒與導軌間的動摩擦因數(shù)，導軌處于垂直導軌平面向下的有界勻強磁場中，磁場的下邊界與金屬棒平行且距金屬棒的距離x=3m，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化圖象如圖乙所示，已知時刻金屬棒開始運動，g=10m/s2，sin37°=0. 6，電阻，其余電阻不計，最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。

（1）求t0的值；

（2）從金屬棒開始運動的t0時刻起，給金屬棒施加一個外力，讓金屬棒以v=0.1m/s的速度勻速下滑，則磁感應(yīng)強度B隨時間t怎么變化才能保證金屬棒中沒有電流，試寫出接下來磁感應(yīng)強度B隨時間t變化的關(guān)系式。

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