【題目】雜技表演中，固定在同一懸點(diǎn)的兩根長度均為L且不可伸長的輕繩分別系著甲、乙演員，他們在同一豎直面內(nèi)先后從不同高度相向無初速沿圓周擺下，在最低點(diǎn)相擁后，恰能一起擺到甲演員的出發(fā)點(diǎn)。已知甲、乙演員的質(zhì)量分別為2m和m，乙演員的出發(fā)點(diǎn)與最低點(diǎn)的高度差為，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，甲、乙演員均視為質(zhì)點(diǎn)。試問：

(1)乙演員剛擺到最低點(diǎn)時(shí)對繩的拉力大小為多少?

(2)若兩人接著從甲演員的出發(fā)點(diǎn)一起無初速擺下到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)甲推開乙，為了使乙恰能回到其最初出發(fā)點(diǎn)，甲演員應(yīng)對乙演員做多少功?

【答案】（1） （2）

【解析】

（1）根據(jù)機(jī)械能守恒定律求男演員擺到最低點(diǎn)的速度。

（2）在最低點(diǎn)兩演員相互作用的過程中，系統(tǒng)水平方向上動量守恒，由此求得男演員接住女演員后二人的共同速度。再由機(jī)械能守恒定律求兩位演員一起運(yùn)動時(shí)所能到達(dá)的最大高度。二人在最低點(diǎn)相互作用時(shí)動量仍然守恒，結(jié)合動量守恒以及功能關(guān)系即可求出男演員應(yīng)對女演員做多少功。

（1）女演員從初始位置到最低點(diǎn)的過程，由機(jī)械能守恒定律得：
在最低點(diǎn)時(shí)，對女演員，由牛頓第二定律得：Fmg＝m
聯(lián)立解得：輕繩對女演員的拉力大小為F=2mg
根據(jù)牛頓第三定律得女演員對輕繩的拉力大小為2mg.
（2）男演員從初始位置擺至最低點(diǎn)的過程，由機(jī)械能守恒定律得：2mgh＝

男、女演員在最低點(diǎn)相擁后獲得共同速度，水平方向滿足動量守恒：

mv1-2mv2=（m+2m）v3
他們一起以相同速度擺到男演員的出發(fā)點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律得：

(m+2m)gh＝(m+2m)v32

他們再一起從男演員的出發(fā)點(diǎn)擺至最低點(diǎn)的過程，由機(jī)械能守恒定律得：

(2m+m)gh＝(m+2m)v22

男演員在最低點(diǎn)推開女演員，女演員恰能擺回初始位置仍滿足
此過程男演員對女演員做的功：W＝mv12mv22

聯(lián)立解得：W＝

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，存在有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場寬度均為L，在磁場區(qū)域的左側(cè)相距為L處，有一邊長為L的正方形導(dǎo)體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場方向垂直．現(xiàn)使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域以初始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定電流逆時(shí)針方向時(shí)的電流和電動勢方向?yàn)檎?/span>B垂直紙面向里時(shí)為正，則以下關(guān)于線框中的感應(yīng)電動勢、磁通量、感應(yīng)電流、和電功率的四個(gè)圖象描述不正確的是( )

A. B. C. D.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在半導(dǎo)體離子注入工藝中，質(zhì)量相等、初速度可忽略的磷離子P+和P3+，經(jīng)電壓為U的電場加速后，垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里，寬度為d的勻強(qiáng)磁場區(qū)域，P+離子在磁場中轉(zhuǎn)過θ=30°后，從磁場右邊界射出，如圖所示．關(guān)于上述運(yùn)動，下列說法正確的是（　�。�

A. P+和P3+在電場中運(yùn)動的時(shí)間之比為3：1

B. P+和P3+在磁場中運(yùn)動的半徑之比為3：1

C. P+和P3+在磁場中運(yùn)動的時(shí)間之比為3：2

D. P+和P3+離開磁場時(shí)的動能之比為1：3

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在光滑絕緣的水平面上有半圓柱形的凹槽ABC，截面半徑為R = 0.4 m．空間有豎直向下的勻強(qiáng)電場，一個(gè)質(zhì)量m = 0.02 kg，帶電量q = +1.0×10-3 C的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）以初速度v0 = 4 m/s從A點(diǎn)水平飛入凹槽，恰好撞在D點(diǎn)，D與O的連線與水平方向夾角為θ = 53°，已知重力加速度為g = 10 m/s2，sin 53° = 0.8，cos 53° = 0.6，試求：

（1）小球從A飛到D所用的時(shí)間t；

（2）電場強(qiáng)度E的大�。�

（3）A、D兩點(diǎn)間的電勢差UAD．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)利用不同方法測量一定值電阻R的阻值。

(1)圖甲為實(shí)驗(yàn)室中一多用電表的簡化電路圖，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置1或2時(shí)，可用來測量__________(填“電流”或“電壓”)；當(dāng)S旋到位置3或4時(shí)，對應(yīng)不同倍率的歐姆表，如果3、4對應(yīng)的電源電動勢E>E'，則位置________(填“3”或“4"”)對應(yīng)的歐姆表倍率大。

某同學(xué)用此多用電表測量該定值電阻的阻值時(shí)，先把選擇開關(guān)旋到“×10”擋，歐姆調(diào)零后，測量時(shí)指針偏如圖乙所示，則該電阻的阻值是___________Ω。

(2)接下來，該同學(xué)采用“伏安法”測量該電阻的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供的器材如下：

A.電源E(電動勢為5V，內(nèi)阻約為1Ω)

B.電壓表V(量程3V，內(nèi)阻約為15kΩ

C.電流表A1(量程0.6A，內(nèi)阻約為0.5Ω)

D.電流表A2(量程30mA，內(nèi)阻約為10Ω)

E.滑動變阻器R1(0-10Ω，額定電流1A)

F.滑動變阻器R2(0~5kΩ，額定電流0.5A)

G.開關(guān)S，導(dǎo)線若干

①為了較準(zhǔn)確地測量電阻R的阻值，電流表應(yīng)選___________，滑動變阻器應(yīng)選___________。 (填器材前面的字母代號)

②在虛線框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖_________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖 ，絕緣光滑半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)為E．在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為m、帶電＋q的小球，由靜止開始沿軌道運(yùn)動，下述說法正確的是 （ ）

A. 小球在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒

B. 小球經(jīng)過環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)速度最大

C. 小球經(jīng)過環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對軌道壓力為（mg＋Eq）

D. 小球經(jīng)過環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)對軌道壓力為3（mg+ qE）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在x軸上方有垂直于xy平面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B；在x軸下方有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E。一質(zhì)量為m，電荷量為-q的粒子從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿著y軸正方向射出。射出之后，第三次到達(dá)x軸時(shí)，它與點(diǎn)O的距離為L。

①帶電粒子在磁場中做何種運(yùn)動？

②帶電粒子在電場中做何種運(yùn)動？

③求此粒子射出時(shí)的速度v

④運(yùn)動的總路程s（重力不計(jì)）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，質(zhì)量為m的小球穿在足夠長的水平固定直桿上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對小球同時(shí)施加水平向右的恒力F0和豎直向上的力F，使小球從靜止開始向右運(yùn)動，其中豎直向上的力F大小始終與小球的速度成正比，即F＝kv（圖中未標(biāo)出），已知小球與桿間的動摩擦因數(shù)為，下列說法中正確的是（ ）

A. 小球先做加速度增大的加速運(yùn)動，后做加速度減小的減速運(yùn)動

B. 小球先做加速度減小的加速運(yùn)動，后做加速度增大的減速運(yùn)動直到靜止

C. 小球的最大加速度為F0/m

D. 小球的最大速度為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，MN、PQ是水平帶等量異種電荷的平行金屬板，板長為L，在PQ板的上方有垂直紙面向里的范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場．一個(gè)電荷量為q、質(zhì)量為m的帶負(fù)電粒子甲以大小為v0的速度從MN板的右邊緣且緊貼M點(diǎn)，沿平行于板的方向射入兩板間，結(jié)果甲粒子恰好從PQ板的左邊緣與水平方向成角飛入磁場，就在甲粒子射入平行板一段時(shí)間后，與甲粒子完全相同的乙粒子從相同的位置以相同的速度射入平行板，結(jié)果兩粒子恰好相遇，粒子重力不計(jì)．求

（1）甲粒子在金屬板間從M到Q運(yùn)動的過程中，電場力對它所做的功W

（2）勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；

（3）從甲粒子射出到與乙粒子相遇的時(shí)間t．

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同步練習(xí)冊答案