【題目】如圖所示,長(zhǎng)為3l的不可伸長(zhǎng)的輕繩,穿過(guò)一長(zhǎng)為l的豎直輕質(zhì)細(xì)管,兩端拴著質(zhì)量分別為m、m的小球A和小物塊B,開始時(shí)B先放在細(xì)管正下方的水平地面上.手握細(xì)管輕輕搖動(dòng)一段時(shí)間后,B對(duì)地面的壓力恰好為零,A在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知重力加速度為g,不計(jì)一切阻力.

(1)求A做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)繩與豎直方向夾角θ;

(2)求搖動(dòng)細(xì)管過(guò)程中手所做的功;

(3)輕搖細(xì)管可使B在管口下的任意位置處于平衡,當(dāng)B在某一位置平衡時(shí),管內(nèi)一觸發(fā)裝置使繩斷開,求A做平拋運(yùn)動(dòng)的最大水平距離.

【答案】(1)θ=45° (2) (3)

【解析】本題考查機(jī)械能與曲線運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的問(wèn)題,涉及受力分析、功能關(guān)系、極值的計(jì)算。

(1)如圖

、

解得

(2)如圖解得

(3)設(shè)拉A的繩長(zhǎng)為xl≤x≤2l),

,解得

當(dāng)時(shí),

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】如圖所示為一沿x軸傳播的筒諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖,圖中P質(zhì)點(diǎn)從此時(shí)刻開始的振動(dòng)方程為cm,則下列說(shuō)法正確的是_________

A.這列筒諧橫波沿x軸負(fù)方向傳播

B.這列簡(jiǎn)諧橫波的傳播速度為10m/s

C.再過(guò)0.05s,質(zhì)點(diǎn)P到達(dá)波谷

D.再過(guò)0.05s,質(zhì)點(diǎn)P沿x軸傳播了1m

E.該波遇到寬度為10cm的狹縫時(shí),可以發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑“∏”形金屬導(dǎo)體框平面與水平面的夾角為θ.兩側(cè)對(duì)稱,間距為L,上端接入阻值為R的電阻。ab以上區(qū)域內(nèi)有垂直于金屬框平面磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。質(zhì)量為m的金屬棒MN與金屬框接觸良好,由圖示位置以一定的初速度沿導(dǎo)軌向上運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后又繼續(xù)上升一段距離但未碰及電阻R。已知金屬棒上升、下降經(jīng)過(guò)ab處的速度大小分別為v1、v2,不計(jì)金屬框、金屬樣電阻及空氣的理力。下列說(shuō)法中正確的是

A. 金屬棒上升時(shí)間小于下降時(shí)間

B. v2的大小可能大于

C. 上升過(guò)程中電阻R產(chǎn)生的焦耳熱較下降過(guò)程的大

D. 金屬棒上升、下降經(jīng)過(guò)ab處的時(shí)間間隔為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,一根足夠長(zhǎng)的直導(dǎo)線水平放置,通以向右的恒定電流,在其正上方O點(diǎn)用細(xì)絲線懸掛一銅制圓環(huán).將圓環(huán)從a點(diǎn)無(wú)初速釋放,圓環(huán)在直導(dǎo)線所處的豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)b和最右側(cè)c后返回,下列說(shuō)法正確的是( )

A. ac的過(guò)程中圓環(huán)中的感應(yīng)電流方向先順時(shí)針后逆時(shí)針

B. 運(yùn)動(dòng)過(guò)程中圓環(huán)受到的安培力方向與速度方向相反

C. 圓環(huán)從bc的時(shí)間大于從cb的時(shí)間

D. 圓環(huán)從bc產(chǎn)生的熱量大于從cb產(chǎn)生的熱量

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,放置三個(gè)完全相同的圓柱體。每個(gè)圓柱體質(zhì)量為m,截面半徑為R,為了防止圓柱體滾動(dòng),在圓柱體兩側(cè)固定兩個(gè)木樁。不計(jì)一切摩擦,由此可知

A. 木樁對(duì)圓柱體作用力為 mg

B. 上面圓柱體對(duì)下面一側(cè)圓柱體的作用力為mg

C. 地面對(duì)下面其中一個(gè)圓柱體的作用力為mg

D. 地面對(duì)下面兩個(gè)圓柱體的作用力為2mg

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,靜止在水平地面上傾角為θ斜面光滑的斜面體上,有一斜劈A,A的上表面水平且放有一斜劈B,B的上表面上有一物塊C,AB、C一起沿斜面勻加速下滑.已知A、B、C的質(zhì)量均為m,重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是(  )

A. A 的上表面可以是光滑的

B. C可能只受兩個(gè)力作用

C. A加速度大小為gcos θ

D. 斜面體受到地面的摩擦力為零

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,光滑、平行的金屬軌道分水平段(左端接有阻值為R的定值電阻)和半圓弧段兩部分,兩段軌道相切于NN點(diǎn),圓弧的半徑為r,兩金屬軌道間的寬度為d,整個(gè)軌道處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.質(zhì)量為m、長(zhǎng)為d、電阻為R的金屬細(xì)桿置于框架上的MM處,MNr.t0時(shí)刻,給金屬細(xì)桿一個(gè)垂直金屬細(xì)桿、水平向右的初速度v0,之后金屬細(xì)桿沿軌道運(yùn)動(dòng),在tt1時(shí)刻,金屬細(xì)桿以速度v通過(guò)與圓心等高的PP;在tt2時(shí)刻,金屬細(xì)桿恰好通過(guò)圓弧軌道的最高點(diǎn),金屬細(xì)桿與軌道始終接觸良好,軌道的電阻和空氣阻力均不計(jì),重力加速度為g.以下說(shuō)法正確的是(  )

A. t0時(shí)刻,金屬細(xì)桿兩端的電壓為Bdv0

B. tt1時(shí)刻,金屬細(xì)桿所受的安培力為

C. t0tt1時(shí)刻,通過(guò)金屬細(xì)桿橫截面的電量為

D. t0tt2時(shí)刻,定值電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,空間存在一個(gè)半徑為R0的圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,磁場(chǎng)的方向垂直于紙面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B.有一個(gè)粒子源在紙面內(nèi)沿各個(gè)方向以一定速率發(fā)射大量粒子,粒子的質(zhì)量為m、電荷量為+q.將粒子源置于圓心,則所有粒子剛好都不離開磁場(chǎng),不考慮粒子之間的相互作用.

(1)求帶電粒子的速率.

(2)若粒子源可置于磁場(chǎng)中任意位置,且磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小變?yōu)?/span>B,求粒子在磁場(chǎng)中最長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t.

(3)若原磁場(chǎng)不變,再疊加另一個(gè)半徑為R1(R1>R0)圓形勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為 B/2,方向垂直于紙面向外,兩磁場(chǎng)區(qū)域成同心圓,此時(shí)該離子源從圓心出發(fā)的粒子都能回到圓心,求R1的最小值和粒子運(yùn)動(dòng)的周期T.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,兩根電阻不計(jì)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置,導(dǎo)軌上端接有電阻R,水平條形區(qū)域III內(nèi)有相同的方向垂直軌道平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),III之間無(wú)磁場(chǎng)。一電阻不計(jì)的導(dǎo)體棒,兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸。現(xiàn)將導(dǎo)體棒由區(qū)域I上邊界H處?kù)o止釋放,并穿過(guò)兩磁場(chǎng)區(qū)域,圖中能定性描述該過(guò)程導(dǎo)體棒速度與時(shí)間關(guān)系的圖像可能是(

A. B. C. D.

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