【題目】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m=1kg的小球拴在長(zhǎng)為L=1m的細(xì)線上做成一個(gè)單擺,把小球從平衡位置O拉至A,使細(xì)線與豎直方向成θ=37度角,然后輕輕釋放,不計(jì)一切阻力,如果從開始到第一次運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的時(shí)間為0.2s,

(1)釋放后小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正下方時(shí)的速度大小?此過程中細(xì)線的拉力對(duì)小球的沖量大小是多少?

(2)若在懸點(diǎn)O′的正下方有一顆釘子P,釘子位置離懸點(diǎn)O’點(diǎn)的距離為h,h在什么范圍內(nèi)才能使小球繞釘子來回?cái)[動(dòng)?

(3) h滿足什么條件可使小球繞釘做圓周運(yùn)動(dòng)?

【答案】(1)2m/s,4N.s(2)0≤h≤0.8m(3)0.92m≤h′≤1.0m

【解析】

釋放后小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正下方,由機(jī)械能都守恒求出小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正下方時(shí)的速度大小,根據(jù)動(dòng)量定理可得細(xì)線的拉力對(duì)小球的沖量大小;小球繞釘來回?cái)[動(dòng)時(shí),只能擺到跟開始位置A等高的地方,釘子P的位置范圍只能在過A點(diǎn)的水平線與豎直線OO′的交點(diǎn)上方;小球繞釘子恰好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),在最高點(diǎn)時(shí)由重力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律列式求出小球通過最高點(diǎn)的臨界速度,再由機(jī)械能守恒定律列式求出h,從而得到h的范圍;

解:(1)釋放后小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正下方,小球的機(jī)械能都守恒,則有:

解得:

根據(jù)動(dòng)量定理可得:

細(xì)線的拉力對(duì)小球的沖量大小

(2)小球繞釘來回?cái)[動(dòng)時(shí),只能擺到跟開始位置A等高的地方,釘子P的位置范圍只能在過A點(diǎn)的水平線與豎直線OO′的交點(diǎn)上方(如圖a),即釘子離懸點(diǎn)O′的距離h應(yīng)滿足條件,即

(3)設(shè)釘子在位置時(shí)剛好使小球能繞釘做圓周運(yùn)動(dòng),圓半徑,設(shè)小球在最高點(diǎn)C的速度為vC,并規(guī)定最低處為重力勢(shì)能的零位置(如圖b),由A、C兩位置時(shí)的機(jī)械能守恒,

剛好能越過C點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),即

解得:

所以釘子離懸點(diǎn)的距離

所以,能繞釘做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)釘子離懸點(diǎn)的距離離應(yīng)滿足條件:

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,把由同種玻璃制成的厚度為d的立方體A和半徑為d的半球體B分別放在報(bào)紙上,且讓半球的凸面向上.從正上方(對(duì)B來說是最高點(diǎn))豎直向下分別觀察A、B中心處報(bào)紙上的文字,下面的觀察記錄正確的是

①看到A中的字比B中的字高

②看到B中的字比A中的字高

③看到A、B中的字一樣高

④看到B中的字和沒有放玻璃半球時(shí)一樣高

A. ①④ B. 只有① C. 只有② D. ③④

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一位同學(xué)在學(xué)習(xí)了滑動(dòng)摩擦力之后,想自己的運(yùn)動(dòng)鞋與某種木板之間的動(dòng)摩擦系數(shù)。于是他通過實(shí)驗(yàn)探究這個(gè)問題。本實(shí)驗(yàn)中,該同學(xué)設(shè)計(jì)了兩種方案:

方案一:木板水平固定。通過彈簧測(cè)力計(jì)水平拉動(dòng)木板上的運(yùn)動(dòng)鞋,如圖甲所示.

方案二:運(yùn)動(dòng)鞋與彈簧測(cè)力計(jì)的一端相連,彈簧測(cè)力計(jì)的另一端固定在墻壁上。通過細(xì)繩水平拉動(dòng)運(yùn)動(dòng)鞋下方的木板,如圖乙所示.

兩種方案中,你認(rèn)為更合理、更易于操作的是方案______(填:一或二);

選擇該方案的原因是:___________.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖a所示,兩平行正對(duì)的金屬板A、B間相距為dAB,兩板間加有如圖b所示的交變電壓,質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子被固定在兩板的正中間P處,且。下列說法正確的是

At=0由靜止釋放該粒子,一定能到達(dá)B板

Bt=T/4由靜止釋放該粒子,可能到達(dá)B板

C在0< t< T/2和 T/2< t<T兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)運(yùn)動(dòng)的粒子加速度相同

D在T/4< t< T/2期間由靜止釋放該粒子,一定能到達(dá)A板

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在兩條平行的虛線內(nèi)存在著寬度為L、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng),在與右側(cè)虛線相距也為L處有一與電場(chǎng)平行的屏。現(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重力不計(jì)),以垂直于電場(chǎng)線方向的初速度V0射入電場(chǎng)中,V0方向的延長(zhǎng)線與屏的交點(diǎn)為O。試求:

1)粒子從射入到打到屏上所用的時(shí)間;

2)粒子剛射出電場(chǎng)時(shí)的速度方向與初速度方向間夾角的正切值tanα

3)粒子打到屏上的點(diǎn)PO點(diǎn)的距離S。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,三個(gè)固定的帶電小球a、bc,相互間的距離分別為ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平衡于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對(duì)值為k,則( )

A. a、b的電荷同號(hào),

B. ab的電荷異號(hào),

C. a、b的電荷同號(hào),

D. a、b的電荷異號(hào),

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】光滑水平面上放有一上表面光滑、傾角為α的斜面A,斜面質(zhì)量為M、底邊長(zhǎng)為L,如圖所示。將一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊B從斜面的頂端由靜止釋放,滑塊B經(jīng)過時(shí)間t剛好滑到斜面底端。此過程中斜面對(duì)滑塊的支持力大小為FN,則下列說法中正確的是(  )

A. 滑塊下滑過程中支持力對(duì)B的沖量大小為FNt

B. 滑塊下滑過程中支持力對(duì)B的沖量大小為FNtcosα

C. 滑塊B下滑的過程中A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒

D. 此過程中斜面向左滑動(dòng)的距離為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一鐵球懸掛在OB繩的下端,輕繩OA、OB、OC的結(jié)點(diǎn)為O,輕繩OA懸掛在天花板上的A點(diǎn),輕繩OC拴接在輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)上。第一次,保持結(jié)點(diǎn)O位置不變,某人拉著輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)從豎直位置緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)到水平位置,如圖甲所示,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)記為F1。第二次,保持輕繩OC垂直于OA,緩慢釋放輕繩,使輕繩OA轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置,如圖乙所示,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)記為F2。則(  )

A. F1恒定不變,F2逐漸增大

B. F1、F2均逐漸增大

C. F1先減小后增大,F2逐漸減小

D. F1逐漸增大,F2先減小后增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,ABCD為邊長(zhǎng)為的正方形,O為正方形中心,正方形區(qū)域左、右兩對(duì)稱部分中分別存在方向垂直ABCD平面向里和向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。一個(gè)質(zhì)量為、電荷量為q的帶正電粒子從B點(diǎn)處以速度v垂直磁場(chǎng)方向射入左側(cè)磁場(chǎng)區(qū)域,速度方向與BC邊夾角為,粒子恰好經(jīng)過O點(diǎn),已知,粒子重力不計(jì)。

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