【題目】小華站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球，甩動手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動。當(dāng)球某次運動到最低點時，繩突然斷掉，球飛行水平距離d后落地，如圖所示。已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長為d，重力加速度為g。忽略手的運動半徑和空氣阻力。

(1)問繩能承受的最大拉力多大？

(2)改變繩長，使球重復(fù)上述運動，若繩仍在球運動到最低點時斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長應(yīng)為多少？最大水平距離為多少？

【答案】（1）；（2），。

【解析】

(1)設(shè)繩斷后球飛行的時間為t，由平拋運動規(guī)律有

豎直方向

水平方向

D=v1t

解得

v1=

設(shè)繩能承受的最大拉力大小為Fmax，這也是球受到繩的最大拉力的大小，球做圓周運動的半徑為

由圓周運動向心力公式，有

Fmax-mg=

得

Fmax=mg

(2)設(shè)繩長為l，繩斷時球的速度大小為v3，繩承受的最大拉力不變，有

Fmax-mg=m

解得

v3=

繩斷后球做平拋運動，豎直位移為

y=d－l

水平位移為x，時間為t1,由平拋運動規(guī)律有

得

x=4

當(dāng)l＝時，x有最大值

xmax=d

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑、用不同材料制成的圓筒，豎直固定在相同高度，兩個相同的條形磁鐵，同時從A、B上端管口同一高度無初速度同時釋放，穿過A管的條形磁鐵比穿過B管的條形磁鐵先落到地面．下面關(guān)于兩管的制作材料的描述可能的是( )

A. A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的

B. A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的

C. A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的

D. A管是銅制成的，B管是用塑料制成的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一粗糙斜面固定在地面上，斜面頂端裝有一光滑定滑輪。一細(xì)繩跨過滑輪，其一端懸掛物塊N。另一端與斜面上的物塊M相連，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。現(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動N，直至懸掛N的細(xì)繩與豎直方向成45°。已知M始終保持靜止，則在此過程中

A. 水平拉力的大小可能保持不變

B. M所受細(xì)繩的拉力大小一定一直增加

C. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加

D. M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】當(dāng)今醫(yī)學(xué)成像診斷設(shè)備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它在醫(yī)療診斷中，常利用能放射電子的同位素碳11作為示蹤原子，碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得的．加速質(zhì)子的回旋加速器如圖甲所示，D形盒裝在真空容器中，兩D形盒內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，兩D形盒間的交變電壓的大小為U．若在左側(cè)D1盒圓心處放有粒子源S不斷產(chǎn)生質(zhì)子，質(zhì)子質(zhì)量為m，電荷量為q．質(zhì)子從粒子源S進(jìn)入加速電場時的初速度不計，不計質(zhì)子所受重力，忽略相對論效應(yīng)．

(1)質(zhì)子第一次被加速后的速度大小v1是多大？

(2)若質(zhì)子在D形盒中做圓周運動的最大半徑為R，且D形盒間的狹縫很窄，質(zhì)子在加速電場中的運動時間可忽略不計．那么，質(zhì)子在回旋加速器中運動的總時間t總是多少？

(3)要把質(zhì)子從加速器中引出，可以采用靜電偏轉(zhuǎn)法．引出器原理如圖乙所示，一對圓弧形金屬板組成弧形引出通道，內(nèi)、外側(cè)圓弧形金屬板分別為兩同心圓的一部分，圓心位于O′點．內(nèi)側(cè)圓弧的半徑為r0，外側(cè)圓弧的半徑為r0＋d．在內(nèi)、外金屬板間加直流電壓，忽略邊緣效應(yīng)，兩板間產(chǎn)生徑向電場，該電場可以等效為放置在O′處的點電荷Q在兩圓弧之間區(qū)域產(chǎn)生的電場，該區(qū)域內(nèi)某點的電勢可表示為φ＝k (r為該點到圓心O′點的距離)．質(zhì)子從M點進(jìn)入圓弧通道，質(zhì)子在D形盒中運動的最大半徑R對應(yīng)的圓周與圓弧通道正中央的圓弧相切于M點．若質(zhì)子從圓弧通道外側(cè)邊緣的N點射出，則質(zhì)子射出時的動能Ek是多少？要改變質(zhì)子從圓弧通道中射出時的位置，可以采取哪些辦法？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用控制變量法,可以研究影響電荷間相互作用力的因素,如圖所示, O是一個帶電的物體,若把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的P1,P2,P3等位置,可以比較小球在不同位置所受帶電物體的作用力的大小,這個力的大小可以通過絲線偏離豎直方向的角度θ顯示出來。若物體O的電荷量用Q表示,小球的電荷量用q表示,物體與小球間距離用d表示,物體和小球之間的作用力大小用F表示。則以下對該實驗現(xiàn)象的判斷正確的是(　　)

A. 保持Q,q不變,增大d,則θ變大,說明F與d有關(guān)

B. 保持Q,d不變,減小q,則θ變小,說明F與q有關(guān)

C. 保持Q,q不變,減小d,則θ變大,說明F與d成反比

D. 保持q,d不變,減小Q,則θ變小,說明F與Q成正比

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一列自右向左傳播的簡諧橫波，在t＝0時刻的波形圖如圖所示。已知在t1＝0.2 s時，質(zhì)點P第一次位于波谷，質(zhì)點Q的坐標(biāo)是(－3,0)，質(zhì)點A的坐標(biāo)是(4，－3)，則以下說法正確的是(　　)

A.在t＝0時刻，質(zhì)點P向上運動

B.這列波的傳播速度為5 cm/s

C.從t＝0時刻到t2＝1.4 s時刻過程，質(zhì)點Q經(jīng)過的路程是9 cm

D.在t3＝1.0 s時刻，質(zhì)點Q首次位于波峰

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】出租車上安裝有速度表，計價器里安裝有里程表和時間表，出租車載客后，從高速公路入口處駛?cè)敫咚俟罚?/span>10時10分55秒開始做初速度為零的勻加速直線運動，到10時11分05秒時，速度表顯示54km/h，求

（1）這時出租車離出發(fā)點距離為多少千米？

（2）速度表顯示108km/h時，出租車開始做勻速直線運動，當(dāng)時間表顯示10時12分35秒，計價器里程表示數(shù)為多少千米？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一根絲線吊著一質(zhì)量為m，電荷量為q的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場中，絲線與豎直方向成37°角，重力加速度為g，（sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：

（1）小球的帶電性質(zhì)；

（2）電場強(qiáng)度E的大�。�

（3）絲線的拉力。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在利用圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實驗中。

（1）下列做法正確的是______（填字母代號）。

A.調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長木板保持平行

B.在長木板帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊，使小車在不受牽引力時能勻速下滑

C.實驗時，先放開小車再接通打點計時器的電源

D.增減小車上的砝碼即改變小車的總質(zhì)量后，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度

（2）圖乙是實驗中得到的一條紙帶，紙帶上已量出某些點間的距離。已知打點計時器的工作頻率為，則打下點時，小車的速度大小為______，小車的加速度大小為______。（結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

（3）保持小車（含車上砝碼）的質(zhì)量不變，某同學(xué)利用圖甲所示的裝置，研究加速度與拉力的關(guān)系時，得到圖丙所示圖線。則該圖線不過原點的原因是_____________________________。

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