【題目】在火炮發(fā)明并被大規(guī)模應(yīng)用于實戰(zhàn)之前，拋石機是中國古代常用的破城重器。某一同學仿照古代拋石機制作一個拋石機模型如圖所示，炮架上橫置一個可以轉(zhuǎn)動的軸，固定在軸上的長桿起杠桿作用，長桿可繞轉(zhuǎn)軸O轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸O到地面的距離為h=0.5m，發(fā)射前長桿A端著地與地面成30°夾角，A端半球形凹槽中放置一質(zhì)量m=2kg的物體，用手搬動長桿另一端B至O點正下方，B貼近地面且速度=1m/s，此時長桿受到裝置作用迅速停止，A端物體從最高點水平飛出，g取10m/

(1)求物體從最高點飛出時的速度

(2)求物體從最高點飛出前對長桿凹槽在豎直方向上的壓力。

(3)若改變長桿轉(zhuǎn)動的速度，使物體在最高點恰好與凹槽間無相互作用力，求物體落地點離轉(zhuǎn)軸O的水平距離。

【答案】（1） （2） （3）

【解析】

（1）由幾何關(guān)系可知，AO=2OB，因AB轉(zhuǎn)動的角速度相同，由

可知線速度與轉(zhuǎn)動半徑成正比，所以A端物體在最高點的速度為

（2）物體在最高點時，由重力和桿的支持力提供向心力

解得

因物體對桿的壓力和桿對物體的支持力是一對相互作用力，所以物體對桿的壓力為12N.

（3）當物體在最高點恰好與凹槽間無相互作用力時，重力提供向心力，則此時物體速度為

解得

物體在豎直方向有

解得

物體在水平方向的位移為

練習冊系列答案
相關(guān)習題

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【題目】將一個半球體置于水平地面上，半球的中央有一光滑小孔，上端有一光滑的小滑輪，柔軟光滑的輕繩繞過滑輪，兩端分別系有質(zhì)量為、的物體(兩物體均可看成質(zhì)點，m2懸于空中)時，整個裝置處于靜止狀態(tài)，如圖所示。已知此時與半球體的球心O的連線與水平方向成53°角(sin53°=0.8，cos53°=0.6)，與半球面的動摩擦因數(shù)為0.5，并假設(shè)所受到的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。則在整個裝置處于靜止的前提下，下列說法正確的是

A.無論的比值如何，地面對半球體的摩擦力都為零

B.當時，半球體對的摩擦力垂直于圖中的虛線向上

C.當時，半球體對的摩擦力的方向垂直于圖中的虛線向下

D.當時，半球體對的摩擦力的方向垂直于圖中的虛線向上

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【題目】如圖甲所示，一條電場線與Ox軸重合，取O點電勢為零，Ox方向上各點的電勢隨x變化的情況如圖乙所示。若在O點由靜止釋放一電子，電子僅受電場力的作用，則( )

A. 電子將沿Ox軸負方向運動

B. 電子的電勢能將增大

C. 電子運動的加速度恒定

D. 電子運動的加速度先減小后增大

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【題目】圖甲為北京2022年冬奧會的“雪如意”跳臺滑雪場地，其簡化示意圖如圖乙所示，某滑雪運動員從跳臺a處沿水平方向飛出，在斜坡b處著陸，測得ab間的距離為40m，斜坡與水平方向的夾角為30°，不計空氣阻力，。則下列關(guān)于運動員運動情況的描述正確的是（ ）

A.空中飛行的時間為2s

B.從a處飛出的速度大小為m/s

C.在b處著陸的速度大小為20m/s

D.若運動員以較小速度飛出，則在著陸處的速度方向與斜面間的夾角變小

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【題目】如圖甲，小球與輕質(zhì)細桿連接后繞固定點O在豎直平面內(nèi)做圓周運動，小球經(jīng)過最低點時的速度大小為v，此時輕桿的拉力大小為F，拉力F與速度的平方的關(guān)系如圖所示，圖象中的數(shù)據(jù)a、b及重力加速度g均為已知量，以下說法正確的是（ ）

A.數(shù)據(jù)a與小球的質(zhì)量無關(guān)

B.數(shù)據(jù)b與小球的質(zhì)量無關(guān)

C.只與小球的質(zhì)量有關(guān)，與圓周軌道半徑無關(guān)

D.利用數(shù)據(jù)a、b和g能夠求出小球的質(zhì)量和圓周軌道半徑

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，表面光滑的楔形物塊ABC固定在水平地面上，∠ABC<∠ACB，質(zhì)量相同的物塊a和b分別從斜面頂端沿AB、AC由靜止自由滑下。在兩物塊到達斜面底端的過程中，正確的是

A.兩物塊所受重力沖量相同

B.兩物塊的動量改變量相同

C.兩物塊的動能改變量相同

D.兩物塊到達斜面底端時重力的瞬時功率相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】三個相同的金屬小球1、2、3分別置于絕緣支架上，各球之間的距離遠大于小球的直徑．球1的帶電荷量為q，球2的帶電荷量為nq，球3不帶電且離球1和球2很遠，此時球1、2之間作用力的大小為F.現(xiàn)使球3先與球2接觸，再與球1接觸，然后將球3移至遠處，此時球1、2之間作用力的大小仍為F，方向不變．由此可知

A.n＝3B.n＝4C.n＝5D.n＝6

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在水平地面上固定著一個傾角為30°的光滑斜面，斜面頂端有一不計質(zhì)量和摩擦的定滑輪，一細繩跨過定滑輪，一端系在物體A上，另一端與物體B連接，物體A、B均處于靜止狀態(tài)細繩與斜面平行。若將A、B兩物體對調(diào)，將A置于距地面h高處由靜止釋放，設(shè)A與地面碰撞后立即停止運動，B在斜面運動過程中不與滑輪發(fā)生碰撞，重力加速度為g。試求：

(1)A和B的質(zhì)量之比；

(2)物體B沿斜面上滑的總時間。

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【題目】如圖所示，a、b兩物塊質(zhì)量分別為m、3m，用不計質(zhì)量的細繩相連接，懸掛在定滑輪的兩側(cè)．開始時，a、b兩物塊距離地面高度相同，用手托住物塊b，然后由靜止釋放，直至a、b物塊間高度差為h，不計滑輪質(zhì)量和一切摩擦，重力加速度為g．在此過程中，下列說法正確的是( )

A. 物塊a的機械能守恒

B. 物塊b的機械能減少了

C. 物塊b機械能的減少量等于物塊a機械能的增加量

D. 物塊a、b與地球組成的系統(tǒng)機械能守恒

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