1．如圖所示，在電機的轉(zhuǎn)軸O處固定一根長為L的輕桿，在輕桿的另一端固定一質(zhì)量為m的鐵球．電機啟動后，輕桿以角速度ω繞軸O在豎直面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動，求地面對電機的最大支持力和最小支持力的差值△F．

分析 鐵球做圓周運動，在最高點靠重力和拉力的合力提供向心力，此時鐵球也會對輕桿產(chǎn)生反向的拉力，使得電機對地的壓力減��；同理，在最低點，鐵球會對輕桿產(chǎn)生向下的拉力，使得電機對地的壓力變大，根據(jù)牛頓第二定律求出鐵球的向心力，從而得知電機對地面的最大壓力之差．

解答 解：設鐵球在最高點和最低點時，輕桿對其作用力分別為F1和F2，且都指向軸心，根據(jù)牛頓第二定律有：
在最高點：mg+F1=mω2r…①
在最低點：F2-mg=mω2r…②
由牛頓第三定律分析可知，電機對地面的最大壓力和最小壓力分別出現(xiàn)在鐵球m位于最低點和最高點時，且壓力差的大小為：
△F=F2+F1…③
由①②③式可解得：△F=2mω2r．
答：地面對電機的最大支持力和最小支持力的差值△F為2mω2r．

點評 解決本題的關鍵采用隔離法分析，鐵球在豎直方向上的重力和輕桿的拉力的合力提供圓周運動的向心力，再利用牛頓第三定律加以分析．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．有一個推礦泉水瓶的游戲節(jié)目，規(guī)則是：選手們從起點開始用力推瓶一段時間后，放手讓瓶向前滑動，若瓶最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi)，視為成功；若瓶最后未停在桌上有效區(qū)域內(nèi)或在滑行過程中倒下，均視為失敗．其簡化模型如圖所示，AC是長度為L1=5m的水平桌面，選手們可將瓶子放在A點，從A點開始用一恒定不變的水平推力推瓶，BC為有效區(qū)域．已知BC長度L2=1m，瓶子質(zhì)量m=0.5kg，瓶子與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.4．某選手作用在瓶子上的水平推力F=20N，瓶子沿AC做直線運動，假設瓶子可視為質(zhì)點，g取10m/s2，那么該選手要想游戲獲得成功，試問：
（1）推力作用在瓶子上的時間最長不得超過多少；
（2）推力作用在瓶子上的距離最小為多少．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．某學習小組可通過測定井水的電阻率來判斷水的純凈程度（由于水中含有各種溶解鹽類，并以離子的形態(tài)存在，水越純凈，含鹽量越少，電阻率越大，達標值為40Ω•m＜ρ＜100Ω•m）．該學習小組所用盛水容器如圖1所示，其左、右兩側(cè)面為帶有接線柱的薄銅板（電阻極小可忽略），其余四面由絕緣材料制成．容器內(nèi)表面長a=40cm，寬b=20cm，高c=10cm．將水樣注滿容器后，進行以下操作：

①分別用多用電表歐姆擋的“×100”、“×1k”兩擋粗測水樣的電阻值時，表盤上指針如圖2（a）、（b）所示，則所測水樣的電阻約為1750Ω．

②為更精確地測量所取水樣的電阻，該小組使用實驗器材：
A．電流表（量程0～l0mA，電阻RA約為10Ω）
B．電壓表（量程0～15V，電阻R．約為30kΩ）
C．滑動變阻器（最大電阻10Ω，額定電流1.5A）
D．電源（12V，內(nèi)阻約2Ω）
E．開關一只、導線若干
請在圖3實物圖中完成剩余的電路連接．
③正確連接電路后，閉合開關，測量得到如下數(shù)據(jù)：
組別1234567
U/V5.15.87.08.19.010.011.0
I/mA2.93.34.05.05.15.76.3
④由以上測量數(shù)據(jù)可以求出待測水樣的電阻率為87Ω•m．據(jù)此可知，所測水樣在電阻率這一指標上達標（選填“達標”或“不達標”）．
⑤在處理數(shù)據(jù)過程中，發(fā)現(xiàn)其中一組數(shù)據(jù)誤差偏大，它是第4（用表格中“組別”的序號表示）組．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．2013年12月14日，北京飛行控制中心傳來好消息，“嫦娥三號”探測器平穩(wěn)落月．“嫦娥三號”接近月球表面的過程可簡化為三個階段：一、距離月球表面一定的高度以速度v0環(huán)繞運動，此時，打開推力發(fā)動機減速，下降到距月球表面H=100米高處時懸停，尋找合適落月點；二、找到落月點后繼續(xù)下降，距月球表面h=4m時速度再次減為0；三、此后，關閉所有發(fā)動機，使它做自由落體運動落到月球表面．已知“嫦娥三號”著陸時的質(zhì)量為1200kg，月球表面的重力加速度g′=1.6m/s2，月球半徑為R，引力常量為G．求：
（1）月球的質(zhì)量（用字母g′、R、G表示）；
（2）環(huán)繞運行時離月面的高度（用字母g′、R，v0表示）．
（3）從懸停在100米處到落至月球表面，發(fā)動機對“嫦娥三號”做的功．（此過程重力加速度可視為g′=1.6m/s2恒定不變，計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．如圖所示，豎直放置的兩光滑平行的金屬導軌，置于垂直于導軌平面向里的勻強磁場中，兩根質(zhì)量m均為1kg的導體棒a和b，電阻阻值分別為Ra=1Ω和Rb=2Ω（金屬導軌及接觸電阻均可忽略不計），與導軌緊密接觸且可自由滑動，先固定a，釋放b，當b下降高度h為0.5m，速度可達到v0=2m/s時，再釋放a（重力加速度g=10m/s2 ）．求：
（1）b下降高度為0.5m過程中，導體棒a產(chǎn)生的焦耳熱；
（2）當釋放a時，安培力已對b做的功；
（3）若導軌足夠長，a，b棒最后的運動狀態(tài)．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．據(jù)報道，“嫦娥三號”將于2013年下半年擇機發(fā)射，如果嫦娥三號衛(wèi)星在地球表面的重力為G1，在月球表面的重力為G2，已知地球半徑為R1，月球半徑為R2，地球表面處的重力加速度為g，忽略地球自轉(zhuǎn)對計算的影響，求：
（1）嫦娥三號衛(wèi)星在月球表面軌道上做勻速圓周運動的周期T月；
（2）月球的質(zhì)量與地球的質(zhì)量之比；
（3）月球的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．一質(zhì)量為m，所帶電荷量為-q的粒子以速度v0射入兩帶電平行極板間，如圖所示，已知兩極板間的電勢差為U，距離為d，不計重力，則粒子穿出電場時的速度為（　�。�
A．$\sqrt{\frac{2U}fzd7f1j}$B．v0+$\sqrt{\frac{2qU}{m}}$C．v0+$\sqrt{\frac{2qU}rdhdnp9}$D．$\sqrt{\frac{m{v}_{0}^{2}+2qU}{m}}$

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

7．如圖所示，A、B兩平行金屬板水平正對放置，兩板相距d，電容為C，上級板A接地，兩板原來不帶電，現(xiàn)有大量的質(zhì)量為m，電量為+q（q很�。┑膸щ娨旱�，依次以相同的水平速度v0沿兩板中心水平射入平行金屬板區(qū)域，相鄰液滴射入的時間間隔足夠長，液滴落到B板時會將電荷全部轉(zhuǎn)移B上后液滴蒸發(fā)，已知第1滴液滴恰好落在B板的中點處，軌跡如圖中實線所示，第2滴的軌跡如圖所示虛線所示，則（　　）
A．第1滴液滴在金屬板間的運動時間小于第2滴在金屬板間的運動時間
B．第1滴液滴打到B板的動能大于第2滴打到B板的動能
C．電容器的極板所帶電量的最大值Q=$\frac{mgCd}{q}$
D．若第1滴液滴入射前，僅將B板向下移動少許，則能打到B板的液滴數(shù)量將增加

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．一列沿x軸負方向傳播的簡諧橫波，在某時刻波形如圖中實線所示，經(jīng)過一段時間后波形如圖中虛線所示，在這段時間里，圖中P點處的質(zhì)元通過的路程可能是（　　）
A．1.0mB．0.6mC．0.8mD．0.4m

查看答案和解析>>

同步練習冊答案