【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

,

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

,

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(chē)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(chē)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(chē)在om段的平均速度大小為4 m/s

B汽車(chē)從m處運(yùn)動(dòng)到n處的時(shí)間為2 s

C汽車(chē)在該路段行駛的加速度大小為2 m/s2

D汽車(chē)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,AB、C、D、EF、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x11.20 cm,x21.60 cmx31.98 cm,x42.38 cmx52.79 cm,x63.18 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BC、DE、F各點(diǎn)的瞬時(shí)速度.

(3)試作出vt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ab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MNPQ,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;

2)金屬桿速度為2.0m/s時(shí)的加速度大;

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abcd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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