一長(zhǎng)=0.80m的輕繩一端固定在點(diǎn)，另一端連接一質(zhì)量=0.10kg的小球，懸點(diǎn)距離水平地面的高度H = 1.00m。開始時(shí)小球處于點(diǎn)，此時(shí)輕繩拉直處于水平方向上，如圖所示。讓小球從靜止釋放，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)，輕繩碰到懸點(diǎn)正下方一個(gè)固定的釘子P時(shí)立刻斷裂。不計(jì)輕繩斷裂的能量損失，取重力加速度g=10m/s2。求：

（1）當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)的速度大��；
（2）繩斷裂后球從點(diǎn)拋出并落在水平地面的C點(diǎn)，求C點(diǎn)與點(diǎn)之間的水平距離；
（3）若OP=0.6m，輕繩碰到釘子P時(shí)繩中拉力達(dá)到所能承受的最大拉力斷裂，求輕繩能承受的最大拉力。

（1）4.0 m/s    （2）0.80m   （3）9N

解析試題分析：（1）小球從A到B過(guò)程，只有重力做功，機(jī)械能守恒，設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小，由機(jī)械能守恒定律得：
 
解得：小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為=" 4.0" m/s 
（2）小球從B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律得
在水平方向有： 
在豎直方向有： 
解得：C點(diǎn)與B點(diǎn)之間的水平距離
="0.80m"
（3）若輕繩碰到釘子時(shí)，輕繩拉力恰好達(dá)到最大值Fm，此時(shí)對(duì)小球受力分析，繩的拉力和重力的合力提供向心力，由牛頓第二定律得：
 
由幾何關(guān)系得：  
由以上各式解得N 
考點(diǎn)：本題綜合考查了牛頓第二定律和機(jī)械能守恒定律，涉及到圓周運(yùn)動(dòng)、向心力和平拋運(yùn)動(dòng)．

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：計(jì)算題

（14分）如圖所示，光滑絕緣半球槽的半徑為，處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一質(zhì)量為的帶電小球從槽的右端A處無(wú)初速沿軌道滑下，滑到最低位置B時(shí)，球?qū)壍赖膲毫?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/65/5/6hddu1.png" style="vertical-align:middle;" />.求：

（1）小球受到電場(chǎng)力的大小和方向；（2）帶電小球在滑動(dòng)過(guò)程中的最大速度。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（14分）在方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一不可伸長(zhǎng)的不導(dǎo)電細(xì)線的一端連著一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球,另一端固定于O點(diǎn)。把小球拉起直至細(xì)線與場(chǎng)強(qiáng)平行，然后無(wú)初速釋放。已知小球擺到最低點(diǎn)的另一側(cè)，線與豎直方向的最大夾角為θ（如圖）。求小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖所示，半徑為的 1/4光滑圓弧軌道最低點(diǎn)D與水平面相切，在D點(diǎn)右側(cè)處用長(zhǎng)為的細(xì)繩將質(zhì)量為的小球B（可視為質(zhì)點(diǎn)）懸掛于O點(diǎn)，小球B的下端恰好與水平面接觸，質(zhì)量為的小球A（可視為質(zhì)點(diǎn)）自圓弧軌道C的正上方H高處由靜止釋放，恰好從圓弧軌道的C點(diǎn)切入圓弧軌道，已知小球A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù),細(xì)繩的最大張力,重力加速度為，試求：
 
（1）若，小球A到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)D時(shí)所受軌道的支持力；
（2）試討論在什么范圍內(nèi)，小球A與B發(fā)生彈性碰撞后細(xì)繩始終處于拉直狀態(tài)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）一端彎曲的光滑絕緣桿ABD固定在豎直平面上，如圖所示，AB段水平，BD段是半徑為R的半圓弧，有一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷固定在圓心O點(diǎn)。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小環(huán)套在光滑絕緣桿上，在大小為F的水平恒力作用下從C點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，到B點(diǎn)時(shí)撤去恒力，小環(huán)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到達(dá)D點(diǎn)，已知CB間距為4R/3。（提示：根據(jù)電磁學(xué)有關(guān)知識(shí)，在某一空間放一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷，則距離點(diǎn)電荷為r的某點(diǎn)的電勢(shì)為，其中k為靜電力常量，設(shè)無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零）。

（1）定性說(shuō)明從C運(yùn)動(dòng)到D過(guò)程小環(huán)的電勢(shì)能如何變化
（2）小環(huán)在C點(diǎn)時(shí)加速度為多大
（3）求水平恒力F的最小值。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（10分）如圖所示，內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的1/4圓弧管固定在豎直平面內(nèi)，圓弧的半徑為0.2m，在圓心O處固定一個(gè)電荷量為-.0×C的點(diǎn)電荷。質(zhì)量為0.06kg、略小于圓管截面的帶電小球,從與O點(diǎn)等高的A點(diǎn)沿圓管內(nèi)由靜止運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)B ,到達(dá)B點(diǎn)小球剛好與圓弧沒有作用力，然后從B點(diǎn)進(jìn)入板距d= 0.08m的兩平行板電容器后剛好能在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),且此時(shí)電路中的電動(dòng)機(jī)剛好能正常工作。已知電源的電動(dòng)勢(shì)為12V,內(nèi)阻為1Ω,定值電阻R的阻值為6Ω，電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.5Ω.求（取g=10m/s2,靜電力常量k="9.0" ×109 N·m2/C2）

（1）小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度；
（2）小球所帶的電荷量；
（3）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

如圖所示,在同一豎直平面上, 質(zhì)量為2m的小球靜止在光滑斜面底部的壓縮彈簧的頂端此時(shí)小球距斜面頂端的高度為.解除彈簧的鎖定后,小球沿斜面向上運(yùn)動(dòng).離開斜面后,達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)(此時(shí)球的速度恰好水平)與靜止懸掛在此處的小球發(fā)生彈性碰撞,碰撞后球剛好能擺到與懸點(diǎn)同一高度,球沿水平方向拋射落在水平面上的點(diǎn), 點(diǎn)的投影與的距離為.已知球質(zhì)量為,懸繩長(zhǎng),視兩球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn),重力加速度為,不計(jì)空氣阻力.求:

(1)球在兩球碰撞后瞬間受到懸繩拉力的大小.
(2)球在兩球碰撞前瞬間的速度大小.
(3)彈簧的彈力對(duì)球所做的功.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（9分）如圖所示，兩平行金屬板帶等量異號(hào)電荷，兩板間距離為d，與水平方向成a角放置，一電量為＋q、質(zhì)量為m的帶電小球恰沿水平直線由靜止開始從一板的右端點(diǎn)向左運(yùn)動(dòng)到另一板的左端點(diǎn)，求：

（1）該勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大��； 
（2）小球運(yùn)動(dòng)的加速度大��；
（3）小球由靜止開始從一板運(yùn)動(dòng)至另一板所需的時(shí)間.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

（18分）如圖21所示，一根長(zhǎng)0.1m的細(xì)線，一端系著一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的小球，拉住線的另一端，使球在光滑的水平桌面上作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，使小球的轉(zhuǎn)速很緩慢地增加，當(dāng)小球的轉(zhuǎn)速增加到開始時(shí)轉(zhuǎn)速的3倍時(shí)，細(xì)線斷開，線斷開前的瞬間線的拉力比開始時(shí)大40N，求：
 
(1)線斷開前的瞬間，線的拉力大小。
(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)，速度方向與桌邊的夾角為，桌面高出地面0.8m，求小球飛出后的落地點(diǎn)距桌邊的水平距離。

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同步練習(xí)冊(cè)答案