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1．如圖所示，長為L的細線一端系一質量為m的小球，另一端固定于懸點，讓小球在水平面內做勻速圓周運動，細線的運動軌跡是圓錐面，我們把這樣的裝置稱為圓錐擺，測得細線與豎直方向的夾角為θ，求此時細線拉力有多大？此時該圓錐擺的角速度有多大？

分析 小球在重力和拉力的合力作用下做圓周運動，靠這兩個力的合力提供向心力，根據牛頓第二定律求出細線的拉力和圓錐擺的角速度．

解答 解：對擺球進行受力分析如圖所示，根據牛頓第二定律得：
沿y軸方向有：Fcosθ-mg=0  
解得：細線的拉力 F=$\frac{mg}{cosθ}$
沿x軸方向：Fsinθ=mω2Lsinθ
聯(lián)立解得ω=$\sqrt{\frac{g}{Lcosθ}}$
答：此時細線拉力為$\frac{mg}{cosθ}$，此時該圓錐擺的角速度是$\sqrt{\frac{g}{Lcosθ}}$．

點評 解決本題的關鍵搞清小球做圓周運動向心力的來源，運用牛頓第二定律進行求解．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．接連發(fā)生的馬航MH370和臺灣復興航空客機的墜毀，使人們更加關注飛機的安全問題．假設飛機從靜止開始做勻加速直線運動，經時間t0=30s，在速度達到v0=72m/s時，駕駛員對發(fā)動機的運行狀態(tài)進行判斷；在速度達到v1=78m/s時，必須做出判斷，可以中斷起飛或繼續(xù)起飛；若速度超過v2=84m/s時，就必須起飛，否則會滑出跑道．已知從開始到離開地面的過程中，飛機的加速度保持不變．
（1）求正常情況下駕駛員從判斷發(fā)動機運行狀態(tài)到決定中止起飛的最長時間．
（2）若在速度達到v2時，由于意外必須停止起飛，飛機立即以大小為4.2m/s2 的加速度做勻減速直線運動，要讓飛機安全停下來，求跑道的最短長度．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．一個電荷量q=2×10-6C的正電荷以6×10-4J的初動能從A點進入某電場，電荷只在電場力的作用下從A點運動到B點，電場力做的功WAB=-4×10-4J，該電荷從B點運動到C點電場力做功WBC=8×10-4J，求：
（1）AB、BC、AC之間的電勢差各為多少？
（2）電荷在C點的動能是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

9．如圖所示為一圓環(huán)發(fā)電裝置，用電阻R=4Ω的導體棒彎成半徑L=0.2m的閉合圓環(huán)，圓心為O，COD是一條直徑，在O、D間接有負載電阻R1=1Ω．整個圓環(huán)中均有B=0.5T的勻強磁場垂直環(huán)面穿過．電阻r=1Ω的導體棒OA貼著圓環(huán)做勻速運動，角速度ω=300rad/s，則當OA到達OC處時（　　）
A．圓環(huán)的電功率為1 WB．圓環(huán)的電功率為2 W
C．全電路的電功率最小，為3 WD．全電路的電功率最大，為4.5 W

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．某同學設計了如圖甲所示的裝置來探究小車的加速度與所受合力的關系．將裝有力傳感器的小車放置于水平長木板上，緩慢向小桶中加入細砂，直到小車剛開始運動為止，記下傳感器的最大示數F0，以此表示小車所受摩擦力的大�。賹⑿≤嚪呕卦幉醋。^續(xù)向小桶中加入細砂，記下傳感器的示數F1．

（1）接通頻率為50Hz的交流電源，釋放小車，打出如圖乙所示的紙帶．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數點，量出相鄰計數點之間的距離，則小車加速度a=0.16m/s2．（保留兩位有效數字）
（2）改變小桶中砂的重力，多次重復實驗，記下小車加速運動時傳感器的示數F2，獲得多組數據，描繪小車加速度a與合力F（F=F2-F0）的關系圖象，不計紙帶與計時器間的摩擦，圖丙圖象中正確的是B．

（3）同一次實驗中，小車加速運動時傳感器示數F2與小車釋放前傳感器示數F1的關系是F2＜F1（選填“＜”、“=”或“＞”）．
（4）關于該實驗，下列說法中正確的是D．
A．小車和傳感器的總質量應遠大于小桶和砂的總質量
B．實驗中需要將長木板右端墊高
C．實驗中需要測出小車和傳感器的總質量
D．用加砂的方法改變拉力的大小與掛鉤碼的方法相比，可更方便地獲取多組實驗數據．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．電磁打點計時器和電火花計時器都是使用交流電源的計時儀器，當電源的頻率為50Hz時，它們都是每隔0.02s打一次點．工作電壓為分別為4-6V和220V．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．某同學設計了一個如圖所示的裝置測定滑塊與木板間的動摩擦因數，其中A為滑塊，B和C是質量可調的砝碼，不計繩和滑輪的質量及它們之間的摩擦，裝置水平放置．實驗中該同學在砝碼總質量（m+m′=m0）保持不變的條件下，改變m和m′的大小，測出不同m下系統(tǒng)的加速度，然后通過實驗數據的分析就可求出滑塊與木板間的動摩擦因數．

（1）該同學手中有打點計時器、紙帶、質量已知且可隨意組合的砝碼若干、滑塊、一端帶有定滑輪的長木板、細線，為了完成本實驗，得到所要測量的物理量，還應有BD．
A．秒表　　　　　　　　B．毫米刻度尺　　　　　　　　C．天平　　　　　　　　　　D．低壓交流電源
（2）實驗中，該同學得到一條較為理想的紙帶，如圖2所示，從清晰的O點開始，每隔4個點取一計數點（中間4個點沒畫出），分別記為A、B、C、D、E、F，各計數點到O點的距離為OA=1.61cm，OB=4.02cm，OC=7.26cm，OD=11.30cm，OE=16.14cm，OF=21.80cm，打點計時器打點頻率為50Hz，則由此紙帶可得到打E點時滑塊的速度v=0.53m/s，此次實驗滑塊的加速度a=0.81m/s2．（結果均保留兩位有效數字）
（3）在實驗數據處理中，該同學以m為橫軸，以系統(tǒng)的加速度a為縱軸，繪制了如圖3所示的實驗圖線，結合本實驗可知滑塊與木板間的動摩擦因數μ=0.30．（g取10m/s2）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．如圖所示，有一閉合的等腰直角三角形導線ABC，AB邊長l，虛線表示一均強磁場區(qū)域的邊界，它與BC平行，磁場區(qū)域的寬度2l，導線沿BA的方向勻速通過均強磁場區(qū)時，定性畫出線框內的感應電動勢能時間t變化的圖象．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

18．如圖所示，輕桿長3L，在桿兩端分別固定質量均為m的球A和B，光滑水平轉軸穿過桿上距球A為L處的O點，外界給系統(tǒng)一定能量后，桿和球在豎直平面內轉動，球B運動到最高點時，桿對球B恰好無作用力．忽略空氣阻力．則球B在最高點時（　�。�
A．球B的速度為$\sqrt{2gL}$B．球A的速度大小為$\sqrt{2gL}$
C．水平轉軸對桿的作用力為1.5mgD．水平轉軸對桿的作用力為2.5mg

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