【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)球某次運(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。試求：

（1）繩子斷掉時(shí)小球速度的大小v1；

（2）球落地時(shí)的速度的大小v2；

（3）繩子能夠承受的最大拉力為多大；

（4）如果不改變手離地面的高度，改變繩子的長(zhǎng)度，使小球重復(fù)上述的運(yùn)動(dòng)。若繩子仍然在小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)斷掉，要使小球拋出的水平距離最大，則繩子長(zhǎng)度應(yīng)為多少，小球的最大水平距離為多少？

【答案】（1）（2）（3）（4），

【解析】

（1）繩突然斷掉后，球做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)：

解得：

則繩斷時(shí)，球的速度為：

（2）從拋出到落地過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得：

解得：

（3）在最低點(diǎn)繩子承受的拉力最大，根據(jù)牛頓第二定律得：

解得：

（4）設(shè)繩長(zhǎng)為，繩斷時(shí)球的速度為，有：

解得：

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：

得：

當(dāng)時(shí)，x有極大值為：

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】鐳核發(fā)生衰變放出一個(gè)粒子變?yōu)殡焙?。已知鐳核226質(zhì)量為226.025 4 u,氡核222質(zhì)量為222.016 3 u,放出粒子質(zhì)量為4.002 6 u。

（1）寫(xiě)出核反應(yīng)方程;

（2）求鐳核衰變放出的能量;

（3）若衰變放出的能量均轉(zhuǎn)變?yōu)殡焙撕头懦龅牧Ｗ拥膭?dòng)能,求放出粒子的動(dòng)能。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某同學(xué)在做“探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，所用實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，所用鉤碼質(zhì)量均為30 g。他先測(cè)出不掛鉤碼時(shí)彈簧的自然長(zhǎng)度，再將5個(gè)鉤碼逐個(gè)掛在彈簧的下端，每次都測(cè)出相應(yīng)的彈簧總長(zhǎng)度，并將數(shù)據(jù)填在表中。實(shí)驗(yàn)中彈簧始終未超過(guò)彈性限度，取g＝10 m/s2。

(1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖乙所示的坐標(biāo)系中作出彈簧所受彈力大小與彈簧總長(zhǎng)度之間的函數(shù)關(guān)系的圖線________。

鉤碼質(zhì)量/g

0

30

60

90

120

150

彈簧總長(zhǎng)度/cm

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

11.00

(2)該彈簧的自然長(zhǎng)度為________cm；勁度系數(shù)k＝________N/m。

(3)若該彈簧所能承受的最大拉力(超過(guò)此值就不是彈性形變)為10.2 N，則彈簧的最大長(zhǎng)度為Lm＝___cm。

(4)圖線延長(zhǎng)后與L＝5×10－2 m直線的交點(diǎn)的物理意義是___________________。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】用如圖1所示裝置研究平拋運(yùn)動(dòng)。將白紙和復(fù)寫(xiě)紙對(duì)齊重疊并固定在豎直的硬板上。鋼球沿斜槽軌道PQ滑下后從Q點(diǎn)飛出，落在水平擋板MN上。由于擋板靠近硬板一側(cè)較低，鋼球落在擋板上時(shí)，鋼球側(cè)面會(huì)在白紙上擠壓在一個(gè)痕跡點(diǎn)。移動(dòng)擋板，重新釋放鋼球，如此重復(fù)，白紙上將留下一系列痕跡點(diǎn)。

（1）下列實(shí)驗(yàn)條件必須滿足的有_____________。

A.斜槽軌道光滑

B.斜槽軌道末段水平

C.擋板高度等間距變化

D.每次從斜槽上相同的位置無(wú)初速度釋放鋼球

（2）為定量研究，建立以水平方向x軸、豎直方向?yàn)?/span>y軸的坐標(biāo)系。

a.取平拋運(yùn)動(dòng)的起始點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，將鋼球靜置于Q點(diǎn)，鋼球的_________（選填“最上端”、“最下端”或者“球心”）對(duì)應(yīng)白紙上的位置即為原點(diǎn)；在確定y軸時(shí)_________（選填“需要”或者“不需要”）y軸與重垂線平行。

b.若遺漏記錄平拋軌跡的起始點(diǎn)，也可按下述方法處理數(shù)據(jù)：如圖2所示，在軌跡上取A、B、C三點(diǎn)，AB和BC的水平間距相等且均為x，測(cè)得AB和BC的豎直間距分別是y1和y2，則_________（選填“大于”、“等于”或者“小于”）。可求得鋼球平拋的初速度大小為_________（已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g，結(jié)果用上述字母表示）。

（3）為了得到平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，同學(xué)們還提出了以下三種方案，其中可行的是_________。

A.從細(xì)管水平噴出穩(wěn)定的細(xì)水柱，拍攝照片。即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡

B.用頻閃照相在同一底片上記錄平拋小球在不同時(shí)刻的位置，平滑連接各位置，即可得到平拋運(yùn)動(dòng)軌跡

C.將鉛筆垂直于豎直的白紙板放置，筆尖緊靠白紙板，鉛筆以一定初速度水平拋出，將會(huì)在白紙上留下筆尖的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡

（4）伽利略曾研究過(guò)平拋運(yùn)動(dòng)，他推斷：從同一炮臺(tái)水平發(fā)射的炮彈，如果不受空氣阻力，不論它們能射多遠(yuǎn)，在空中飛行的時(shí)間都一樣。這實(shí)際上揭示了平拋物體_________。

A.在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B.在豎直方向上最自由落體運(yùn)動(dòng)

C.在下落過(guò)程中的軌跡是拋物線

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，摩托車(chē)做騰躍特技表演，沿曲面沖上高0.8m頂部水平高臺(tái)，接著以v=3m/s水平速度離開(kāi)平臺(tái)，落至地面時(shí)，恰能無(wú)碰撞地沿圓弧切線從A點(diǎn)切入光滑豎直圓弧軌道，并沿軌道下滑。A、B為圓弧兩端點(diǎn)，其連線水平。已知圓弧半徑為R=1.0m，人和車(chē)的總質(zhì)量為180kg，特技表演的全過(guò)程中，阻力忽略不計(jì)。（計(jì)算中取，，）。求：

（1）從平臺(tái)飛出到A點(diǎn)，人和車(chē)運(yùn)動(dòng)的水平距離s。

（2）人和車(chē)運(yùn)動(dòng)到圓弧軌道最低點(diǎn)O速度此時(shí)對(duì)軌道的壓力。

（3）從平臺(tái)飛出到達(dá)A點(diǎn)時(shí)速度及圓弧對(duì)應(yīng)圓心角。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】光滑斜面AE被分為四個(gè)相等的部分,一物體從A點(diǎn)由靜止釋放，下列結(jié)論正確的是（ ）

A. 物體到達(dá)各點(diǎn)的速率vB∶vC∶vD∶vE=1∶∶∶2

B. 物體從A到E的平均速度=vB

C. 物體到達(dá)各點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間tE=2tB=tC=tD

D. 物體通過(guò)每一部分時(shí),其速度增量vB－vA=vC－vD=vD－vC=vE－vD

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,- .足夠長(zhǎng)矩形金屬框架寬L=0.4m,與水平面夾角θ=37°，上、下兩端各有一個(gè)電阻R=2.0n,框架其他部分的電阻忽略不計(jì)。圖中D為一理想二極管,當(dāng)加在D上的反向電壓超過(guò)它的最大承受值U=1.2 V時(shí),二極管就會(huì)被擊穿,形成短路。垂直于框架平面有一向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0T。ab 為金屬桿,其質(zhì)量m=0.3kg、電阻r=1.02,桿ab與框架始終垂直接觸良好,二者之間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,桿ab從框架的上端由靜止開(kāi)始下滑(已知sin37°=0.6,cos37°=0. 8,取g=10m/s?)。求:

(1)二極管被擊穿前瞬間桿ab的速度v0的大小;

(2)桿ab的速度達(dá)到最大時(shí)上端電阻R的瞬時(shí)功率。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】光滑水平面上，水平恒力F作用在木塊上，長(zhǎng)木板和木塊間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，長(zhǎng)木板質(zhì)量為M，木塊質(zhì)量為m。它們共同加速度為a，木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中(　　)

A.木塊受到的摩擦力一定是μmg

B.木塊受到的合力小于F

C.長(zhǎng)木板受到的摩擦力為μmg

D.長(zhǎng)木板受到的合力為

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法不正確的是（ ）

A. 物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中若加速度不變，則一定做直線運(yùn)動(dòng)

B. 當(dāng)物體速度為零時(shí)，處于絕對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)

C. 做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意相等的時(shí)間內(nèi)速度變化量一定相同

D. 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體在任意相等時(shí)間內(nèi)速度的變化量一定相同

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