如圖所示,一根長(zhǎng)為0.1m的細(xì)線,一端系著一個(gè)質(zhì)量為0.36kg的小球,拉住線的另一端,使小球在光滑的水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)小球的角速度由ω增大到3ω時(shí),細(xì)線斷裂,這時(shí)測(cè)得線上的拉力為90N.(g=10m/s2)求:
(1)細(xì)線斷裂時(shí)小球的線速度;
(2)如果桌面高出地面0.8m,線斷后小球恰好垂直于桌子右邊緣飛出去,求小球落地點(diǎn)離桌面的水平距離為多少?
(3)當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)的角速度由ω增到3ω這個(gè)過(guò)程中,細(xì)線上的拉力增大了多少N?
(1)根據(jù)F=m
v2
r
得細(xì)線斷裂時(shí)小球的線速度為:
v=
Fr
m
=
90×0.1
0.36
=5m/s

(2)根據(jù)h=
1
2
gt2
得:t=
2h
g
=
2×0.8
10
s=0.4s

則水平距離為:x=vt=5×0.4m=2m.
(3)根據(jù)F=mrω2知,角速度由ω增到3ω這個(gè)過(guò)程中,繩子拉力變?yōu)樵瓉?lái)的9倍,
則知當(dāng)角速度為ω時(shí),繩子拉力為10N,
解得:△F=90N-10N=80N.
答:(1)細(xì)線斷裂時(shí)小球的線速度為5m/s;
(2)小球落地點(diǎn)離桌面的水平距離為2m;
(3)細(xì)線的拉力增大為80N.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:填空題

隨著航天技術(shù)的發(fā)展,許多實(shí)驗(yàn)可以搬到太空中進(jìn)行.飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),無(wú)法用天平稱量物體的質(zhì)量.假設(shè)某宇航員在這種環(huán)境下設(shè)計(jì)了如圖所示裝置(圖中O為光滑的小孔)來(lái)間接測(cè)量物體的質(zhì)量:給待測(cè)物體一個(gè)初速度,使它在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng).設(shè)飛船中具有基本測(cè)量工具.
(1)物體與桌面間的摩擦力可以忽略不計(jì),原因是:______;
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要測(cè)量的物理量是彈簧秤示數(shù)F、圓周運(yùn)動(dòng)的周期T和______;
(3)待測(cè)物體質(zhì)量的表達(dá)式為______.

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:多選題

在一個(gè)光滑的玻璃漏斗中,兩個(gè)質(zhì)量相同的小球A與B緊貼著內(nèi)壁分別在不同水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,則下列判斷正確的是(  )
A.A球的線速度大于B球的線速度
B.A球的角速度大于B球的角速度
C.A球的運(yùn)動(dòng)周期大于B球的運(yùn)動(dòng)周期
D.A球?qū)?nèi)壁的壓力大于B球?qū)?nèi)壁的壓力

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一圓盤可以繞其豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),圓盤半徑為R,甲、乙物體質(zhì)量分別為M和m(M>m),它們與圓盤之間的最大靜摩擦力均為正壓力的μ倍,兩物體用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)(L<R)的輕繩連在一起,若甲、乙兩物體到轉(zhuǎn)軸的距離剛好相等,甲、乙之間連線剛好沿一直徑方向被拉直,要使兩物體與圓盤間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),則轉(zhuǎn)盤勻速旋轉(zhuǎn)角速度的最大值不得超過(guò):(兩物體均看作質(zhì)點(diǎn))(  )
A.
2μ(M+m)g
(M-m)L
B.
μ(M+m)g
(M-m)L
C.
μ(M-m)g
(M+m)L
D.
2μ(M-m)g
(M+m)L

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

汽車行駛在半徑為100m的圓形水平跑道上,速度為20m/s.已知汽車的質(zhì)量為1000kg,汽車與地面的最大靜摩擦力為車重的0.9倍.問(wèn):(g=10m/s2
(1)汽車?yán)@跑道一圈需要的時(shí)間是多少?角速度是多少?
(2)汽車在圓形水平跑道上行駛時(shí)由什么力提供向心力?向心力是多大?
(3)要使汽車不打滑,則其速度最大不能超過(guò)多少?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,一輛質(zhì)量為4t的汽車勻速經(jīng)過(guò)一半徑為50m的凸形橋.(g=10m/s2)
(1)汽車若能安全駛過(guò)此橋,它的速度范圍為多少?
(2)若汽車經(jīng)最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力等于它重力的一半,求此時(shí)汽車的速度多大?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

如圖所示,AB是傾角為θ的粗糙直軌道,BCD是光滑的圓弧軌道,AB恰好在B點(diǎn)與圓弧相切,圓弧的半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物體(可以看作質(zhì)點(diǎn))從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放,結(jié)果它能在兩軌道間做往返運(yùn)動(dòng).已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高,物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ.求:
(1)物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中在AB軌道上通過(guò)的總路程;
(2)最終當(dāng)物體通過(guò)圓弧軌道最低點(diǎn)E時(shí),對(duì)圓弧軌道的壓力;
(3)為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)D,釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的距離L′應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:單選題

甲、乙兩球分別以半徑R1、R2做勻速圓周運(yùn)動(dòng),兩球質(zhì)量M=2M,圓半徑R=R/3,甲球每分鐘轉(zhuǎn)30周,乙球每分鐘轉(zhuǎn)20周,則甲、乙兩球所受向心力大小之比為( 。
A.2:3B.3:2C.3:1D.3:4

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科目:高中物理 來(lái)源:不詳 題型:問(wèn)答題

長(zhǎng)L=0.5m、質(zhì)量可忽略的桿,其下端固定在O點(diǎn),上端連接著一個(gè)零件A,A的質(zhì)量為m=2kg,它繞O點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示,在A點(diǎn)通過(guò)最高點(diǎn)時(shí),求在下列兩種情況下桿受的力:
(1)A的速率為1m/s;
(2)A的速率為4m/s.

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