(10分)將一個(gè)動(dòng)力傳感器連接到計(jì)算機(jī)上,我們就可以測量快速變化的力,某一小球用一條不可伸長的輕繩連接,繩的另一端固定在懸點(diǎn)上,如圖(a)所示。當(dāng)小球在豎直平面內(nèi)來回?cái)[動(dòng)時(shí),用動(dòng)力傳感器測得繩子對懸點(diǎn)的拉力隨時(shí)間變化的曲線如圖(b)所示,取重力加速度g=10m/s2。求繩子的最大偏角θ。

(10分)

設(shè)小球的質(zhì)量為m,繩子長度為L,繩子拉力的最小值和最大值各為F1F2,小球擺至最高點(diǎn)時(shí),繩子拉力最小F1=mgcosθ                                                            (3分)

小球擺至最低點(diǎn)時(shí),繩子拉力最大F2mg=mv2/L                                       (3分)

從最高點(diǎn)到最低點(diǎn),小球的機(jī)械能守恒,即

)                                                                 (3分)

由以上各式得:cosθ==0.5

θ=60°                                                                                                       (1分)

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

(2007?浙江)(1)用示波器觀察頻率為900Hz的正弦電壓信號(hào).把該信號(hào)接入示波器Y輸入.
①當(dāng)屏幕上出現(xiàn)如圖1所示的波形時(shí),應(yīng)調(diào)節(jié)
豎直位移(或↑↓)
豎直位移(或↑↓)
鈕.如果正弦波的正負(fù)半周均超出了屏幕的范圍,應(yīng)調(diào)節(jié)
衰減(或衰減調(diào)節(jié))
衰減(或衰減調(diào)節(jié))
鈕或
y增益
y增益
鈕,或這兩個(gè)鈕配合使用,以使正弦波的整個(gè)波形出現(xiàn)在屏幕內(nèi).
②如需要屏幕上正好出現(xiàn)一個(gè)完整的正弦波形,應(yīng)將
掃描范圍
掃描范圍
鈕置于
1k擋位
1k擋位
位置,然后調(diào)節(jié)
掃描微調(diào)
掃描微調(diào)
鈕.
(2)碰撞的恢復(fù)系數(shù)的定義為e=
|ν2-ν1|
ν20-ν10
,其中v10和v20分別是碰撞前兩物體
的速度,v1和v2分別是碰撞后物體的速度.彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)e=1,非彈性碰撞的e<1.某同學(xué)借用驗(yàn)證動(dòng)力守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示)驗(yàn)證彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)是否為1,實(shí)驗(yàn)中使用半徑相等的鋼質(zhì)小球1和2(它們之間的碰撞可近似視為彈性碰撞),且小球1的質(zhì)量大于小球2的質(zhì)量.
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,做好測量前的準(zhǔn)備,并記下重錘線所指的位置O.
第一步,不放小球2,讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下,并落在地面上.重復(fù)多次,用盡可能小的圓把小球的所落點(diǎn)圈在里面,其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置.
第二步,把小球2 放在斜槽前端邊緣處C點(diǎn),讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下,使它們碰撞.重復(fù)多次,并使用與第一步同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后小球落點(diǎn)的平均位置.
第三步,用刻度尺分別測量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置離O點(diǎn)的距離,即線段OM、OP、ON的長度.
上述實(shí)驗(yàn)中,
①P點(diǎn)是
在實(shí)驗(yàn)的第一步中小球1落點(diǎn)的
在實(shí)驗(yàn)的第一步中小球1落點(diǎn)的
平均位置,M點(diǎn)是
小球1與小球2碰后小球1落點(diǎn)的
小球1與小球2碰后小球1落點(diǎn)的
平均位置,N點(diǎn)是
小球2落點(diǎn)的
小球2落點(diǎn)的
平均位置.
②請寫出本實(shí)驗(yàn)的原理
小球從槽口C飛出后作平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同,假設(shè)為 t,則有op=v10t,OM=v1t,ON=v2t
,小球2碰撞前靜止,即v20=0
小球從槽口C飛出后作平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同,假設(shè)為 t,則有op=v10t,OM=v1t,ON=v2t
,小球2碰撞前靜止,即v20=0
,寫出用測量量表示的恢復(fù)系數(shù)的表達(dá)式
e=
v2-v1
v10-v20
=
ON-OM
OP-0
=
ON-OM
OP
e=
v2-v1
v10-v20
=
ON-OM
OP-0
=
ON-OM
OP

③三個(gè)落地點(diǎn)距O點(diǎn)的距離OM、OP、ON與實(shí)驗(yàn)所用的小球質(zhì)量是否有關(guān)系?

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科目:高中物理 來源:湖南省長郡中學(xué)2012屆高三第五次月考物理試題 題型:038

2011年7月23日晚,北京至福州的D301次動(dòng)車行駛至溫州市雙嶼路段時(shí),與杭州開往福州的D3115次動(dòng)車追尾,事故造成40人死亡,約200人受傷,事故原因初步查明是D3115次動(dòng)車遭到雷擊后失去動(dòng)力而停車,而溫州南的信號(hào)系統(tǒng)發(fā)生故障未檢測到有車停在路軌導(dǎo)致指示燈錯(cuò)誤顯示綠色,造成D301動(dòng)車追尾,目前我國動(dòng)車組列車常使用自動(dòng)閉塞法停車,自動(dòng)閉塞是通過信號(hào)機(jī)將行車區(qū)間劃分為若干個(gè)閉塞分區(qū),每個(gè)閉塞分共的首端設(shè)有信號(hào)燈,當(dāng)閉塞分區(qū)有車輛占用或鋼軌折斷時(shí)信號(hào)燈顯示紅色(停車),間隔一個(gè)閉塞分區(qū)時(shí)顯示黃色(制動(dòng)減速),間隔兩個(gè)及兩個(gè)以上閉塞分區(qū)時(shí)顯示綠色(正常運(yùn)行).假設(shè)動(dòng)車制動(dòng)時(shí)所受阻力為重力的0.1倍,動(dòng)車司機(jī)可視距離為450 m,不考慮反應(yīng)時(shí)間.(g取10 m/s2)

(1)如果有車停在路軌而信號(hào)系統(tǒng)故障(不顯示或錯(cuò)誤顯示綠色),要使動(dòng)車不發(fā)生追尾,則動(dòng)車運(yùn)行速度不得超過多少?

(2)如果動(dòng)車設(shè)計(jì)運(yùn)行速度為252 km/h,則每個(gè)閉塞分區(qū)的最小長度為多少?

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科目:高中物理 來源:浙江 題型:問答題

(1)用示波器觀察頻率為900Hz的正弦電壓信號(hào).把該信號(hào)接入示波器Y輸入.
①當(dāng)屏幕上出現(xiàn)如圖1所示的波形時(shí),應(yīng)調(diào)節(jié)______鈕.如果正弦波的正負(fù)半周均超出了屏幕的范圍,應(yīng)調(diào)節(jié)______鈕或______鈕,或這兩個(gè)鈕配合使用,以使正弦波的整個(gè)波形出現(xiàn)在屏幕內(nèi).
②如需要屏幕上正好出現(xiàn)一個(gè)完整的正弦波形,應(yīng)將______鈕置于______位置,然后調(diào)節(jié)______鈕.
(2)碰撞的恢復(fù)系數(shù)的定義為e=
|ν2-ν1|
ν20-ν10
,其中v10和v20分別是碰撞前兩物體
的速度,v1和v2分別是碰撞后物體的速度.彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)e=1,非彈性碰撞的e<1.某同學(xué)借用驗(yàn)證動(dòng)力守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示)驗(yàn)證彈性碰撞的恢復(fù)系數(shù)是否為1,實(shí)驗(yàn)中使用半徑相等的鋼質(zhì)小球1和2(它們之間的碰撞可近似視為彈性碰撞),且小球1的質(zhì)量大于小球2的質(zhì)量.
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
安裝好實(shí)驗(yàn)裝置,做好測量前的準(zhǔn)備,并記下重錘線所指的位置O.
第一步,不放小球2,讓小球1從斜槽上A點(diǎn)由靜止?jié)L下,并落在地面上.重復(fù)多次,用盡可能小的圓把小球的所落點(diǎn)圈在里面,其圓心就是小球落點(diǎn)的平均位置.
第二步,把小球2 放在斜槽前端邊緣處C點(diǎn),讓小球1從A點(diǎn)由靜止?jié)L下,使它們碰撞.重復(fù)多次,并使用與第一步同樣的方法分別標(biāo)出碰撞后小球落點(diǎn)的平均位置.
第三步,用刻度尺分別測量三個(gè)落地點(diǎn)的平均位置離O點(diǎn)的距離,即線段OM、OP、ON的長度.
上述實(shí)驗(yàn)中,
①P點(diǎn)是______平均位置,M點(diǎn)是______平均位置,N點(diǎn)是______平均位置.
②請寫出本實(shí)驗(yàn)的原理______,寫出用測量量表示的恢復(fù)系數(shù)的表達(dá)式______.
③三個(gè)落地點(diǎn)距O點(diǎn)的距離OM、OP、ON與實(shí)驗(yàn)所用的小球質(zhì)量是否有關(guān)系?

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