【題目】如圖所示,長度為L的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在O點(diǎn),另一端拴住一個質(zhì)量為m的小球,在O點(diǎn)正下方A點(diǎn)固定一根與豎直面垂直的釘子(細(xì)繩在釘子的右側(cè)).在最低點(diǎn)給小球一水平向右的初速度,使小球恰好能經(jīng)過圓周運(yùn)動的最高點(diǎn),不計一切阻力,重力加速度為g.
(1)求小球到達(dá)最高點(diǎn)的速度v大;
(2)求小球在最低點(diǎn)獲得的初速度v0大。
(3)當(dāng)小球回到最低點(diǎn)位置時,甲同學(xué)認(rèn)為釘子離小球越近繩子越容易斷,而乙同學(xué)認(rèn)為釘子離小球越遠(yuǎn)繩子越容易斷,試通過計算說明你同意誰的觀點(diǎn).
【答案】
(1)
小球恰好能通過最高點(diǎn),則mg= ,解得v=
答:小球到達(dá)最高點(diǎn)的速度v大小為 ;
(2)
從最高點(diǎn)到最低點(diǎn),利用動能定理可知2mgL= ,解得
答:小球在最低點(diǎn)獲得的初速度v0大小為
(3)
設(shè)釘子到小球的距離為r,根據(jù)牛頓第二定律可知F﹣mg= ,解得F=mg+ ,當(dāng)r越小,拉力越大,繩子越容易斷,故甲同學(xué)正確
答:甲同學(xué)觀點(diǎn)正確
【解析】(1)小球恰好能通過最高點(diǎn),在最高點(diǎn)處只受重力,根據(jù)牛頓第二定律求得速度;(2)從最高點(diǎn)到最低點(diǎn),利用動能定理求得初速度;(3)通過牛頓第二定律求得繩子的拉力即可判斷
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解向心力的相關(guān)知識,掌握向心力總是指向圓心,產(chǎn)生向心加速度,向心力只改變線速度的方向,不改變速度的大;向心力是根據(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)受力情況時,千萬不可在物體受力之外再添加一個向心力,以及對動能定理的綜合應(yīng)用的理解,了解應(yīng)用動能定理只考慮初、末狀態(tài),沒有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時間的動力學(xué)問題,都可以用動能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運(yùn)動定律和機(jī)械能守恒定律簡捷.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,水平面與豎直面內(nèi)半徑為R的半圓形軌道在B點(diǎn)相切.一個質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至離B點(diǎn)3R的A處由靜止釋放,物體沿水平面向右滑動,一段時間后脫離彈簧,經(jīng)B點(diǎn)進(jìn)入半圓軌道時對軌道的壓力為8mg,之后沿圓形軌道通過高點(diǎn)C時速度為 .物體與水平面間動摩擦因數(shù)為0.5,不計空氣阻力.求:
(1)經(jīng)B點(diǎn)時物體的向心力大;
(2)離開C點(diǎn)后物體運(yùn)動的位移;
(3)彈簧的彈力對物體所做的功.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)設(shè)計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實(shí)驗,如圖甲所示為實(shí)驗裝置簡圖.
(1)本實(shí)驗采用的科學(xué)方法是
A.控制變量法
B.理想實(shí)驗法
C.等效替代法
(2)實(shí)驗時,為減小誤差,要保證砂和砂桶的質(zhì)量(填“遠(yuǎn)大于”,“遠(yuǎn)小于”或“等于”)小車的質(zhì)量.
(3)圖乙是實(shí)驗中獲取的一條紙帶的一部分,其中0,1,2,3,4是計數(shù)點(diǎn),每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示,交流電的頻率為50Hz,打“3”計數(shù)點(diǎn)時小車的速度大小為m/s.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】下列說法中正確的是()
A.電場線和磁感線都是一系列閉合曲線
B.在醫(yī)療手術(shù)中,為防止麻醉劑乙醚爆炸,醫(yī)生和護(hù)士要穿由導(dǎo)電材料制成的鞋子和外套,這樣做是為了消除靜電
C.奧斯特提出了分子電流假說
D.首先發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍存在磁場的科學(xué)家是安培
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】在光滑水平面上,一邊長為L的正方形區(qū)域處在電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中,電場方向與正方形的一條邊平行。一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球由正方形的某一條邊的中點(diǎn)以垂直于該邊的水平初速度v0進(jìn)入該正方形區(qū)域。當(dāng)小球再次運(yùn)動到該正方形區(qū)域的邊緣時,具有的動能可能為
A. 0 B.
C. D.
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】“寒夜客來茶當(dāng)酒,竹爐湯沸火初紅,尋常一樣窗前月,才有梅花便不同”.沐浴著如酒、如月、如梅的茶香,修身養(yǎng)性的民族生生不息.中國的歷史有多長,中國的茶就有多香.茶文化中有許多的物理知識,你知道嗎?例如:
①用沸水才能很快泡出茶香,這是因為溫度越高,現(xiàn)象越明顯;
②茶壺的壺嘴與壺身構(gòu)成一個;
③冬天,揭開剛泡好茶的杯蓋,看見有“白氣”冒出,這是由于水蒸汽遇冷形成(填一物態(tài)變化名稱).
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】取兩杯體積相同的清水,同時分別滴入一滴紅墨水,出現(xiàn)如圖(a)、(b)所示的情景.這個實(shí)驗觀察到的現(xiàn)象是什么?由此可以判斷水的溫度較高的是那個圖?從分子動理論的角度分析,這個實(shí)驗揭示的物理規(guī)律是什么?
(a) (b)
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】白天的氣溫是30℃ , 空氣的相對濕度是65%,天氣預(yù)報說夜里的氣溫要降到20℃ , 則空氣中的水蒸氣會不會成為飽和汽?夜里的空氣絕對濕度是多大?相對濕度是多大(30℃時的飽和汽壓為4.242×103PA , 20℃時的飽和汽壓為2.338×103PA)?
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科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】如圖所示,真空中有直角坐標(biāo)系xOy,在x軸上固定著關(guān)于O點(diǎn)對稱的等量異號點(diǎn)電荷+Q和-Q,C是y軸上的一個點(diǎn),D是x軸上的一個點(diǎn),DE連線垂直于x軸.下列判斷正確的是( )
A. D、E兩點(diǎn)場強(qiáng)大小相等
B. D點(diǎn)電勢比E點(diǎn)電勢低
C. 將正電荷由O移至C電勢能減少
D. 將正電荷由O移至D和由C移至E電場力做功相等
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