【題目】如圖所示,長(zhǎng)為3l的不可伸長(zhǎng)的輕繩,穿過一長(zhǎng)為l的豎直輕質(zhì)細(xì)管,兩端分別拴著質(zhì)量為m、2m的小球A和小物塊B,開始時(shí)B靜止在細(xì)管正下方的水平地面上。保持細(xì)管豎直用手輕輕搖動(dòng)細(xì)管,穩(wěn)定后A在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)而B保持靜止?fàn)顟B(tài)。某時(shí)刻B靜止在地面上且對(duì)地面的壓力恰好為零。已知重力加速度為g,不計(jì)一切阻力。求:

該時(shí)刻連接A的輕繩與豎直方向的夾角

該時(shí)刻A的線速度大小v;

從該時(shí)刻起輕搖細(xì)管使B升高到離地高度為處保持靜止,求B上升過程中手對(duì)AB系統(tǒng)做的功。

【答案】;。

【解析】

(1)對(duì)B根據(jù)平衡求繩子的拉力;對(duì)A球分析,由力的平衡條件可求繩與豎直方向夾角θ;

(2)對(duì)A水平方向做圓周運(yùn)動(dòng),利用牛頓第二定律列式求解;

(3)由力的平衡條件和牛頓第二定律并結(jié)合功能關(guān)系列式聯(lián)立可求整個(gè)過程中人對(duì)A、B系統(tǒng)做的功。

(1)B對(duì)地面剛好無(wú)壓力,故此時(shí)繩子的拉力為
對(duì)A受力分析如圖所示:


在豎直方向合力為零,故
代入數(shù)據(jù)解得:

(2)A球水平方向做圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得:代入數(shù)據(jù)解得:

(3)當(dāng)B上升時(shí),拉A的繩長(zhǎng)為,此時(shí)對(duì)水平方向上有:

聯(lián)立解得:由幾何關(guān)系可得A相對(duì)于原來(lái)的高度下降的距離B物體重力勢(shì)能的增加量
A物體重力勢(shì)能的減少量A物體動(dòng)能的增加量
對(duì)系統(tǒng)運(yùn)用功能關(guān)系可得手對(duì)系統(tǒng)做的功

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,在直角坐標(biāo)系xOy平面內(nèi)存在一帶電量為Q的正點(diǎn)電荷(圖中未畫出),坐標(biāo)軸上有A、B、C三點(diǎn),OA=OB=BC=a,其中A點(diǎn)和B點(diǎn)的電勢(shì)相等,O點(diǎn)和C點(diǎn)的電勢(shì)相等,靜電力常量為k,則

A. 點(diǎn)電荷位于O點(diǎn)處

B. O點(diǎn)電勢(shì)比A點(diǎn)電勢(shì)高

C. C點(diǎn)處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為

D. 將正試探電荷從A點(diǎn)沿直線移動(dòng)到C點(diǎn),電勢(shì)能一直減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子,從兩平行板左側(cè)中點(diǎn)沿垂直場(chǎng)強(qiáng)方向射入,當(dāng)入射速度為v時(shí),恰好穿過電場(chǎng)而不碰金屬板.要使粒子的入射速度變?yōu)?/span>仍能恰好穿過電場(chǎng),則必須再使(  )

A. 粒子的電荷量變?yōu)樵瓉?lái)的

B. 兩板間電壓減為原來(lái)的

C. 兩板間距離變?yōu)樵瓉?lái)的4

D. 兩板間距離變?yōu)樵瓉?lái)的2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某河寬為1000m,河中某處的水流速度v與該處到較近河岸的距離d的關(guān)系圖象如圖所示。已知船渡河時(shí)間最短,船在靜水中的速度為。下列說法正確的是  

A. 渡河最短時(shí)間為250s

B. 船行駛方向始終與河岸垂直

C. 船在河水中航行的軌跡是一條直線

D. 船離開河岸400m時(shí)的速度大小為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置做驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律實(shí)驗(yàn)時(shí),將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在鐵架臺(tái)上,使重物帶動(dòng)紙帶由靜止開始自由下落。

下列操作步驟中正確的是______

A.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到學(xué)生電源的直流輸出

B.釋放紙帶之前,紙帶必須處于豎直狀態(tài)

C.先釋放紙帶,后接通電源

D.選取紙帶時(shí),應(yīng)使第1、2兩點(diǎn)間距接近2mm且點(diǎn)跡清晰

實(shí)驗(yàn)中,得到如圖所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C,測(cè)得它們到起始點(diǎn)O的距離,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為。設(shè)重物的質(zhì)量為,從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中,重物的重力勢(shì)能減少量______J,動(dòng)能的變化量______J.計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字

通過分析多組數(shù)據(jù)該同學(xué)發(fā)現(xiàn)總是大于,原因是______

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】蹦床運(yùn)動(dòng)有空中芭蕾之稱,某質(zhì)量m50 kg的運(yùn)動(dòng)員從距蹦床h11.25 m高處自由落下,接著又能彈起h21.8 m高,運(yùn)動(dòng)員與蹦床接觸時(shí)間t0.50 s,在空中保持直立,取g10 m/s2,求:

運(yùn)動(dòng)員與蹦床接觸時(shí)間內(nèi),所受重力的沖量大小I;

運(yùn)動(dòng)員與蹦床接觸時(shí)間內(nèi),受到蹦床平均彈力的大小F.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)點(diǎn)所受的力F隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示力的方向始終在一直線上已知t=0時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度為零在圖中所示的t1、t2、t3t4各時(shí)刻中,哪一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能最大

A. t1 B. t2 C. t3 D. t4

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】20161019日凌晨,神舟十一號(hào)載人飛船與距離地面343km的圓軌道上的天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接.已知地球半徑為R=6400km,萬(wàn)有引力常量G=6.67×1011Nm2/kg2,“天宮二號(hào)繞地球飛行的周期為90分鐘,以下分析正確的是( 。

A. 天宮二號(hào)的發(fā)射速度應(yīng)大于11.2km/s

B. 天宮二號(hào)的向心加速度大于同步衛(wèi)星的向心加速度

C. 由題中數(shù)據(jù)可以求得地球的平均密度

D. 神舟十一號(hào)加速與天宮二號(hào)對(duì)接前應(yīng)處于同一圓周軌道

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖是驗(yàn)證力的合成的平行四邊形定則實(shí)驗(yàn)示意圖。將橡皮條的一端固定于A點(diǎn),圖甲表示在兩個(gè)拉力F1、F2的共同作用下,將橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉長(zhǎng)到O點(diǎn);圖乙表示準(zhǔn)備用一個(gè)拉力F拉橡皮條,圖丙是在白紙上根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果畫出的力的合成圖示。

(1)有關(guān)此實(shí)驗(yàn),下列敘述正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào))。

A.在進(jìn)行圖甲的實(shí)驗(yàn)操作時(shí),F1F2的夾角越大越好

B.在進(jìn)行圖乙的實(shí)驗(yàn)操作時(shí),必須將橡皮條的結(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)

C.拉力的方向應(yīng)與紙面平行,彈簧及鉤子不與彈簧測(cè)力計(jì)的外殼及紙面接觸,產(chǎn)生摩擦

D.在進(jìn)行圖甲的實(shí)驗(yàn)操作時(shí),F1、F2的夾角越小越好

(2)圖丙中F是以F1、F2為鄰邊構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線,一定沿AO方向的是________(F或者F′)。

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