【題目】小明站在水平地面上，手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球，甩動(dòng)手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)球其次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，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(zhǎng)為，重力加速度為g，忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力。

（1）求繩斷時(shí)球的速度大小和球落地時(shí)的速度大小；

（2）問(wèn)繩能承受的最大拉力多大？

（3）改變繩長(zhǎng)，使球重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)，若繩仍在球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長(zhǎng)應(yīng)為多少？最大水平距離為多少？

【答案】（1） （2） （3）

【解析】（1）設(shè)繩斷后球飛行時(shí)間為t，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律

有豎直方向：

水平方向：，得：，

由機(jī)械能守恒定律，有：，得；

（2）設(shè)繩能承受的最大拉力大小為T，這也是球受到繩的最大拉力大小，

球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為：，

由圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式，有：，得：；

（3）設(shè)繩長(zhǎng)為，繩斷時(shí)球的速度大小為，繩承受的最大拉力不變，有：

得，

繩斷后球做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直位移為，水平位移為x，時(shí)間為

有：，，有：

當(dāng)時(shí)，有極大值：。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一平直公路上有三個(gè)路標(biāo)o、m、n，且om =3 m、mn =5m。一輛汽車在該路段做勻加速直線運(yùn)動(dòng)依次通過(guò)o、m、n三個(gè)路標(biāo)，已知汽車在相鄰兩路標(biāo)間的速度增加量相同，均為△v =2 m/s，則下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A．汽車在om段的平均速度大小為4 m/s

B．汽車從m處運(yùn)動(dòng)到n處的時(shí)間為2 s

C．汽車在該路段行駛的加速度大小為2 m/s2

D．汽車經(jīng)過(guò)o處時(shí)的速度大小為1 m/s

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】實(shí)驗(yàn)小組在用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度的實(shí)驗(yàn)中，得到一條紙帶如圖所示，A、B、C、D、E、F、G為計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1 s，利用刻度尺已經(jīng)測(cè)量得到x1＝1.20 cm，x2＝1.60 cm，x3＝1.98 cm，x4＝2.38 cm，x5＝2.79 cm，x6＝3.18 cm.

(1)根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，判斷該實(shí)驗(yàn)小組使用的刻度尺的最小刻度是什么？

(2)計(jì)算運(yùn)動(dòng)物體在B、C、D、E、F各點(diǎn)的瞬時(shí)速度．

(3)試作出v－t圖象，并由圖象求物體的加速度．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】彩虹的產(chǎn)生原因是光的色散，如圖所示為太陽(yáng)光射到空氣中小水珠時(shí)的 部分光路圖，其中a、b為兩種單色光．以下說(shuō)法正確的是 (　 　)

A. 在真空中a光波長(zhǎng)小于b光波長(zhǎng)

B. 在真空中a光速度大于b光速度

C. 用同一單縫衍射裝置看到的a光衍射條紋的中央亮紋比b光的窄

D. 用同一雙縫干涉裝置看到的a光干涉條紋間距比b光干涉條紋間距寬

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】在做“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”實(shí)驗(yàn)時(shí)，

（1）下列說(shuō)法正確的是_______。

A．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下

B．為了減小測(cè)量平拋初速度的誤差，應(yīng)盡量減小斜槽和小球間的摩擦

C．要使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng)，記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些

D．為了比較準(zhǔn)確地描出小球運(yùn)動(dòng)的軌跡．應(yīng)該用一條曲線把所有的點(diǎn)連接起來(lái)

（2）若實(shí)驗(yàn)中把軌道末端點(diǎn)記為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立坐標(biāo)點(diǎn)，利用卡槽記錄小球平拋過(guò)程中的位置，擬合得到一條過(guò)原點(diǎn)的平滑曲線，測(cè)得曲線上某點(diǎn)坐標(biāo)（）由此得到平拋初速度。不計(jì)空氣阻力的影響，該測(cè)量值和真實(shí)值相比______（選填“偏大”、“偏小”、或“相等”）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】光滑平行的金屬導(dǎo)軌MN和PQ，間距L=1.0m，與水平面之間的夾角α=30°，勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2.0T，垂直與導(dǎo)軌平面向上，MP間接有阻值R=2.0Ω的電阻，其它電阻不計(jì)，質(zhì)量m=2.0kg的金屬桿ab垂直導(dǎo)軌放置，如圖（a）所示．用恒力F沿導(dǎo)軌平面向上拉金屬桿ab，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，v-t圖象如圖（b）所示．g=10m/s2，導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)．求：

（1）恒力F的大小；

（2）金屬桿速度為2.0m/s時(shí)的加速度大小；

（3）根據(jù)v-t圖象估算在前0.8s內(nèi)電阻上產(chǎn)生的熱量（已知在前0.8s內(nèi)桿的位移為1.12m）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】兩個(gè)平行金屬板、如圖乙所示放置， 、兩板電勢(shì)差時(shí)間做周期性變化，大小總保持為，周期為，如圖甲所示，極板附近有一個(gè)粒子源，可以釋放初速度為零、質(zhì)量為，帶電荷量為的粒子，由于電場(chǎng)力的作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．不計(jì)粒子的重力

（1）若在時(shí)發(fā)出的電子在時(shí)恰好到達(dá)極板，求兩極板間距離．

（2）若已知兩極板間距離為，在時(shí)發(fā)出的粒子不能到達(dá)極板，求此時(shí)發(fā)出的粒子距板的最大距離．

（3）求兩極板間距離滿足怎樣的條件時(shí)，粒子到達(dá)極板時(shí)的動(dòng)能最大．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌MN、PQ間距為l＝0.5 m，其電阻不計(jì)，兩導(dǎo)軌及其構(gòu)成的平面均與水平面成30°角．完全相同的兩金屬棒ab、cd分別垂直導(dǎo)軌放置，每棒兩端都與導(dǎo)軌始終有良好接觸，已知兩棒的質(zhì)量均為0.02 kg，電阻均為R＝0.1 Ω，整個(gè)裝置處在垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B＝0.2 T，棒ab在平行于導(dǎo)軌向上的力F作用下，沿導(dǎo)軌向上勻速運(yùn)動(dòng)，而棒cd恰好能保持靜止．取g＝10 m/s2，問(wèn)：

(1)通過(guò)cd棒的電流I是多少，方向如何？

(2)棒ab受到的力F多大？

(3)棒cd每產(chǎn)生Q＝0.1 J的熱量，力F做的功W是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，為一正的點(diǎn)電荷與一金屬板上的感應(yīng)電荷共同形成的電場(chǎng)，A、B為電場(chǎng)中的兩點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是

A. A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度比B點(diǎn)大

B. 圖中B 點(diǎn)不在電場(chǎng)線上，故電場(chǎng)強(qiáng)度為零

C. 把一試探電荷從A 移動(dòng)到B，電場(chǎng)力一定做正功

D. 只在電場(chǎng)力作用下，由A點(diǎn)靜止釋放的帶電粒子有可能經(jīng)過(guò)B點(diǎn)

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