15.一圓錐擺,擺線長(zhǎng)2m,擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為2s,若重力加速度g=π2m/s2,擺線與豎直方向的夾角為多大?

分析 小球在重力和拉力合力作用下做圓周運(yùn)動(dòng),靠?jī)蓚(gè)力的合力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出周期的表達(dá)式,進(jìn)而求得擺線與豎直方向的夾角

解答 解:擺球的受力分析如圖所示,
沿y軸方向:Fcosθ-mg=0  ①
解得:F=$\frac{mg}{cosθ}$②
沿x軸方向:Fsinθ=m($\frac{2π}{T}$)2R       ③
R=Lsinθ    ④
聯(lián)立①②③④式并代入數(shù)據(jù)得,得:
θ=60°
答:擺線與豎直方向的夾角為60°.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵搞清小球做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源,寫(xiě)出向心力的用周期表示的表達(dá)式,運(yùn)用牛頓第二定律進(jìn)行求解.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

5.某人把質(zhì)量為l千克的物體舉高O.5米,并使其速度從0增加到2米/秒,則合外力對(duì)物體做功2焦,人對(duì)物體做功7焦.

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6.一個(gè)面積S=4×10-2m2、匝數(shù)N=100的線圈,放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于線圈平面,磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化規(guī)律為$\frac{△B}{△t}$=2T/s,則穿過(guò)線圈的磁通$\frac{△Φ}{△t}$為8×10-2Wb/s,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=8V.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

3.兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的速度分別是3m/s、6m/s,則其合運(yùn)動(dòng)的速度大小可能是( 。
A.1m/sB.2m/sC.3m/sD.4m/s

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10.一質(zhì)量為m的物體,在水平恒力F作用下沿粗糙水平面由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),經(jīng)時(shí)間t后末速度為v.為使物體的末速度變?yōu)?v,可以采用的辦法是(  )
A.將物體的質(zhì)量減為原來(lái)的$\frac{1}{2}$,其他條件不變
B.將水平力增為2F,其他條件不變
C.將時(shí)間增為2t,其他條件不變
D.將物體質(zhì)量、水平恒力和時(shí)間都增為原來(lái)的兩倍

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

20.如圖所示,在某市區(qū),一輛小汽車(chē)在平直公路上向東勻速行駛,一位游客正由南向北從斑馬線上勻速橫穿馬路,司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有危險(xiǎn)(游客在D處),經(jīng)0.3s作出反應(yīng)后,在A點(diǎn)緊急剎車(chē),仍將正步行至B處的游客撞傷,汽車(chē)最終停在C處,為了解現(xiàn)場(chǎng),警方派一相同小車(chē)以法定最高速度vm=14m/s,行駛在同一路段,在肇事汽車(chē)的起始制動(dòng)點(diǎn)A緊急剎車(chē),經(jīng)14m后停下來(lái),現(xiàn)測(cè)得AB=17.5m、BC=14m、BD=2.6m,問(wèn):
(1)肇事汽車(chē)的初速度是多大?
(2)游客橫穿馬路的速度是多大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

7.把Q=4×10-9C的試探電荷放在電場(chǎng)中的A點(diǎn),具有的電勢(shì)能6×10-8J,求
(1)A點(diǎn)的電勢(shì).
(2)若把Q=2×10-9C的試探電荷放在A點(diǎn),則該點(diǎn)的電勢(shì)為多少?電荷所具有的電勢(shì)能為多大?
(3)若放入A點(diǎn)的電量變?yōu)?2×10-9C,則該電荷所具有的電勢(shì)能為多大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

4.如圖,O為圓心,KN、LM是半徑分別為ON、OM的同心圓,若O處垂直紙面放置一載流直導(dǎo)線,電流垂直紙面向外.用一條導(dǎo)線圍成如圖所示回路KLMN,當(dāng)回路中沿圖示方向通以電流時(shí),此回路將(  )
A.向左平動(dòng)
B.在紙面向繞過(guò)O點(diǎn)垂直于紙面的軸轉(zhuǎn)動(dòng)
C.KL邊向外,MN邊向里運(yùn)動(dòng)
D.KL邊向里,MN邊向外運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

5.如圖所示,虛線OC與y軸的夾角θ=60°,在此角范圍內(nèi)有一方向垂直于xOy平面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng).虛線OC與x軸所夾范圍內(nèi)有一沿x軸正方向、電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E的勻強(qiáng)電場(chǎng).一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的粒子a(不計(jì)重力)從y軸的點(diǎn)M(0,L)沿x軸的正方向射入磁場(chǎng)中.求:
(1)要使粒子a從OC邊界離開(kāi)磁場(chǎng)后豎直向下垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),經(jīng)過(guò)勻強(qiáng)電場(chǎng)后從x軸上的P點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)離開(kāi),則該粒子射入磁場(chǎng)的初速度v1和OP的距離分別為多大?
(2)若大量粒子a同時(shí)以v2=$\frac{\sqrt{3}qBL}{2m}$從M點(diǎn)沿xOy平面的各個(gè)方向射入磁場(chǎng)中,則從OC邊界最先射出的粒子與最后射出的粒子的時(shí)間差.

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