如圖，質(zhì)量為6m、長(zhǎng)為L(zhǎng)的薄木板AB放在光滑的平臺(tái)上，木板B端與臺(tái)面右邊緣齊平．B端上放有質(zhì)量為3m且可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊C，C與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為．質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩懸掛在平臺(tái)右邊緣正上方的O點(diǎn)，細(xì)繩豎直時(shí)小球恰好與C接觸．現(xiàn)將小球向右拉至細(xì)繩水平并由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)細(xì)繩恰好斷裂．小球與C碰撞后反彈速率為碰前的一半．

    (1)求細(xì)繩能夠承受的最大拉力；

    (2)若要使小球落在釋放點(diǎn)的正下方P點(diǎn)，平臺(tái)高度應(yīng)為多大？

    (3)通過(guò)計(jì)算判斷C能否從木板上掉下來(lái)．


解析：(1)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的速率為v0，小球向下擺動(dòng)過(guò)程，由動(dòng)能定理

    ①    得②

    小球在圓周運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)，由牛頓第二定律：③

    由牛頓第三定律可知，小球?qū)?xì)繩的拉力：④    解得：⑤

    (2)小球碰撞后平拋運(yùn)動(dòng)：⑥    水平分位移：⑦    解得：⑧

    (3)小球與滑塊C碰撞過(guò)程中小球和C系統(tǒng)滿足動(dòng)量守恒，設(shè)C碰后速率為v1，并依題意有⑨

    假設(shè)木板足夠長(zhǎng)，在C與木板相對(duì)滑動(dòng)直到相對(duì)靜止過(guò)程，設(shè)兩者最終共同速率為v2，

    由動(dòng)量守恒：⑩

    由能量守恒：

    聯(lián)立⑨⑩解得：    由知，滑塊C不會(huì)從木板上掉下來(lái)．

    評(píng)分說(shuō)明：第(1)問(wèn)中沒(méi)有④式暫不扣分；第(3)問(wèn)通過(guò)其它途徑計(jì)算得出正確結(jié)論也可以得分。


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：


用發(fā)光二極管制成的LED燈具有發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在生產(chǎn)與生活中得到廣泛應(yīng)用。發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦�，正向電阻較小，反向電阻很大。某同學(xué)想借用“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”的方法來(lái)研究發(fā)光二極管的伏安特性。

① 實(shí)驗(yàn)先判斷發(fā)光二極管的正負(fù)極，該同學(xué)使用多用電表歐姆擋的“×1k”擋來(lái)測(cè)量二極管的電阻，紅、黑表筆分別與二極管兩腳（“長(zhǎng)腳”和“短腳”）接觸，發(fā)現(xiàn)指針幾乎不動(dòng)。調(diào)換接觸腳后，指針偏轉(zhuǎn)情況如圖甲所示，由圖可讀出此時(shí)二極管的阻值為

▲ Ω。


② 根據(jù)“測(cè)繪小燈泡的伏安特性曲線”的實(shí)驗(yàn)電路，他設(shè)計(jì)了如圖乙所示的電路測(cè)量發(fā)光二極管的正向伏安特性。則發(fā)光二極管的“長(zhǎng)腳”應(yīng)與圖乙中的 ▲ （選填“a”或“b”）端連接。

③ 按圖乙的電路圖將圖丙中的實(shí)物連線補(bǔ)充完整。

④ 該同學(xué)測(cè)得發(fā)光二極管的正向伏安特性曲線如圖丁所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電壓表示數(shù)U=0.95V時(shí)，發(fā)光二極管開(kāi)始發(fā)光。那么請(qǐng)你判斷圖甲狀態(tài)下發(fā)光二極管 ▲ （選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”），并說(shuō)明理由 ▲ 。


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，一根粗細(xì)均勻的輕繩兩端分別系在固定豎直桿上的A、B兩點(diǎn)，在繩上C點(diǎn)施加一個(gè)外力F。逐漸增大F， AC、BC兩段繩同時(shí)斷裂，則外力F的方向與豎直方向的夾角α為

A．900 　　　

B．820 　　　 　

C．800 　　　

D．740


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖，靜止于A處的離子，經(jīng)加速電場(chǎng)加速后沿圖中圓弧虛線通過(guò)靜電分析器，從P點(diǎn)垂直CN進(jìn)入矩形區(qū)域的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向水平向左。靜電分析器通道內(nèi)有均勻輻射分布的電場(chǎng)，已知圓弧虛線的半徑為R，其所在處場(chǎng)強(qiáng)為E、方向如圖所示；離子質(zhì)量為m、電荷量為q；、，離子重力不計(jì)。

（1）求加速電場(chǎng)的電壓U；

（2）若離子恰好能打在Q點(diǎn)上，求矩形區(qū)域QNCD內(nèi)勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E0的值；

（3）若撤去矩形區(qū)域QNCD內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)，換為垂直紙 面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，要求離子能最終打在QN上，求磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的取值范圍。


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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


某小型發(fā)電站的電能輸送示意圖如下，變壓器均為理想變壓器并標(biāo)示了電壓和匝數(shù)．若電壓，輸電線總電阻為r，用戶端的用電器正常工作，則

    A．    B．

    C．    D．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為兩只相同的燈泡，R、L、D和C分別為定值電阻、理想線圈、理想二極管和電容器，其中C=10 vF。當(dāng)原線圈兩端接如圖乙所示的正弦交流電時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是

    A．燈泡L1一定比L2暗

    B．副線圈兩端的電壓有效值為12 V

    C．因電容器所在支路處于斷路狀態(tài)，故無(wú)電流通過(guò)二極管

    D．二極管D兩端反向電壓最大值是

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示，一個(gè)半徑為R的半球形碗固定在桌面上，碗口水平，O點(diǎn)為其圓心，碗的內(nèi)表面及碗口是光滑的。一根輕質(zhì)細(xì)線跨在碗口上，線的兩端分別系有小球A（可視為質(zhì)點(diǎn)）和B，當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí)，小球A與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為60°。

   （1）求小球A與小球B的質(zhì)量比

   （2）現(xiàn)將A球質(zhì)量改為2m，B球質(zhì)量改為m，且開(kāi)始時(shí)A球位于碗口右端C點(diǎn)，由蔣止沿碗下滑。當(dāng)A球滑到碗底時(shí)，求兩球總的重力勢(shì)能改變量的大��；

   （3）在（2）的條件下，當(dāng)A球滑到碗底時(shí)，求B球的速度大小。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


如圖所示,由兩種材料做成的半球面固定在水平地面上,球右側(cè)面是光滑的,左側(cè)面粗糙,O點(diǎn)為球心,A、B是兩個(gè)相同的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),物塊A靜止在左側(cè)面上,物塊B在如圖所示水平力F作用下靜止在右側(cè)面上,A、B處在同一高度,AO、BO與豎直方向的夾角均為θ,則A、B分別對(duì)球面的壓力大小之比為 (　　)

A.sin2 θ:1                      B.sin θ:1

C.cos2 θ:1                     D.cos θ:1

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：


某一個(gè)合作學(xué)習(xí)小組共同探究家中水龍頭的滴水情況。當(dāng)水龍頭擰得較小時(shí)，可以控制水一滴一滴地滴落到地面上。小組發(fā)現(xiàn)：第一滴水碰地的同時(shí)，第二滴水剛好從水龍頭處下落。為了測(cè)算水滴下落的平均速度，同學(xué)們找來(lái)了秒表和卷尺。首先量出水龍頭口離地面的高度h，再用秒表計(jì)時(shí)。當(dāng)他們聽(tīng)到某一水滴滴在地上聲音的同時(shí)，開(kāi)啟秒表開(kāi)始計(jì)時(shí)，并數(shù)“1”，以后每聽(tīng)到一聲水滴聲，依次數(shù)“2、3……”，一直數(shù)到“n”時(shí)，按下秒表停止計(jì)時(shí)，讀出秒表的示數(shù)為t。求：

（1）每一滴水滴落到地面所用的時(shí)間；

（2）利用測(cè)量數(shù)據(jù)寫出水滴在空中運(yùn)動(dòng)的平均速度的表達(dá)式；若測(cè)得h=1m，當(dāng)數(shù)到n =20時(shí)秒表的示數(shù)t=8.7s，則水滴下落的平均速度為多大？

（3）為了進(jìn)一步探究水滴下落的平均速度和下落高度的關(guān)系，大家又做了以下實(shí)驗(yàn)：找來(lái)一塊擋板，讓水滴落在擋板上。改變擋板和水龍頭口之間的距離h，并仔細(xì)調(diào)節(jié)水龍頭滴水的快慢，使得總是在前一滴水滴到擋板上的同時(shí)，后一滴水剛好開(kāi)始下落。計(jì)時(shí)方法仍和上面一樣。從實(shí)驗(yàn)中又獲得了如下表所示的6組數(shù)據(jù)(連同上面的一組共有7組數(shù)據(jù))。請(qǐng)選取合適的坐標(biāo)軸，標(biāo)上數(shù)據(jù)和單位，在圖8中作出相應(yīng)的圖象，并根據(jù)圖象寫出平均速度和下落高度的函數(shù)關(guān)系。


次數(shù)

1

2

3

4

5

6

高度

h(m)

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.8

平均速度

v(m/s)

0.97

1.19

1.38

1.54

1.68

1.95

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同步練習(xí)冊(cè)答案