【題目】如圖所示,在光滑水平桌面上有一光滑小孔O,一根輕繩穿過小孔,一端連接質(zhì)量為m=1kg的小球A,另一端連接質(zhì)量為M=4kg的重物B,已知g=10m/s2 , 則
(1)當(dāng)A球沿半徑r=0.1m的圓周做勻速圓周運動,其角速度ω1為多大時,B物體處于將要離開、而尚未離開地面的臨界狀態(tài)?
(2)當(dāng)小球A的角速度為ω2=10rad/s時,物體B對地面的壓力為多大?
【答案】
(1)解:當(dāng)B對地面恰好無壓力時,有:Mg=FT′,
拉力 FT′提供小球A所需向心力,則:FT′=mrω′2
則有:ω′=
答:角速度ω1為20rad/s時,B物體處于將要離開、而尚未離開地面的臨界狀態(tài)
(2)解:對小球A來說,小球受到的重力和支持力平衡.因此繩子的拉力提供向心力,則:
FT=mrω2=1×0.1×102N=10N,
對物體B來說,物體受到三個力的作用:重力Mg、繩子的拉力FT、地面的支持力FN,由力的平衡條件可得:
FT+FN=Mg 故 FN=Mg﹣FT
將FT=10N代入可得:FN=(4×10﹣10)N=30N
由牛頓第三定律可知,B對地面的壓力為30 N,方向豎直向下
答:物體B對地面的壓力為30N,方向豎直向下
【解析】(1)B物體處于將要離開而尚未離開地面的臨界狀態(tài)時地面給它的支持力為零,由此可以求出繩子上拉力,然后以A為研究對象根據(jù)向心力公式T=mω2r可以求出A球的角速度的大。2)對A,繩子的拉力提供A所需的向心力,根據(jù)向心力公式T=mω2r,求出繩子上拉力.B受到重力、支持力和拉力,根據(jù)B處于平衡狀態(tài),求出地面給B的支持力,根據(jù)牛頓第三定律可知物體B對地面的壓力.
【考點精析】掌握向心力是解答本題的根本,需要知道向心力總是指向圓心,產(chǎn)生向心加速度,向心力只改變線速度的方向,不改變速度的大;向心力是根據(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運動的質(zhì)點受力情況時,千萬不可在物體受力之外再添加一個向心力.
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【題目】如圖所示,一根光滑的桿與水平面的夾角α=30°.桿上套著一個質(zhì)量為m的小球,小球與一輕質(zhì)彈簧的上端連接,彈簧下端連接在可繞過0點垂直桿和彈簧所在平面無摩擦轉(zhuǎn)動的軸上,初始時刻小球位于O點正上方高h處,此時彈簧剛好處于原長,現(xiàn)將小球靜止釋放,當(dāng)小球運動到與O等高時速度恰好為零,小球從釋放到最低點的過程中,下列說法正確的是( )
A.小球機械能一直在減小
B.小球減小的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能
C.運動過程中小球的最大速度為
D.當(dāng)小球的加速度第三次等于 時的速度大小為
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【題目】如圖,電路中定值電阻阻值R大于電源內(nèi)阻阻值r。將滑動變阻器滑片向下滑動,理想電壓表V1、V2、V3示數(shù)變化量的絕對值分別為ΔU1、ΔU2、ΔU3,理想電流表A示數(shù)變化量的絕對值為ΔI,則
A. A的示數(shù)增大
B. V2的示數(shù)增大
C. ΔU3與ΔI的比值大于r
D. ΔU1大于ΔU2
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【題目】如圖所示,兩個導(dǎo)熱的圓筒底部有一條細短管連通,圓筒內(nèi)裝有約20cm深的水銀,K為閥門,處于關(guān)閉狀態(tài)。左側(cè)大圓筒的橫截面積S1=800cm2,水銀面到圓筒頂部的高度H=115cm,水銀上方是空氣,空氣的壓強P1=100cmHg,室溫t1=27℃。左側(cè)圓筒中豎直放置一根托里拆利管,管的橫截面積遠小于兩圓筒的橫截面積,托里拆利管中水銀上方有氮氣,氮氣柱的長度L1=20cm,水銀柱的高度L2=70cm。右側(cè)小圓筒的橫截面積S2=100cm2,一個活塞緊貼水銀放置。已知大氣壓強P0=75cmHg。求:
(ⅰ)若環(huán)境溫度緩慢升高60℃,左側(cè)圓筒內(nèi)空氣的壓強變?yōu)槎啻螅?/span>
(ⅱ)在環(huán)境溫度為60℃時,用力控制右側(cè)圓筒中活塞,打開閥門K,使活塞緩慢升高h1=40cm后固定,則托里拆利管中氮氣柱的長度最終變?yōu)槎啻?(結(jié)果可以帶根號)
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【題目】在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中,使質(zhì)量為m=1.00kg的重物自由下落,打點計時器在紙帶上打出一系列的點,選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示.O為第一個點,A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點(其他點未畫出).已知打點計時器每隔0.02s打一個點,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?.8m/s2 , 那么
(1)紙帶的端(填“左”或“右”)與重物相連;
(2)根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù),應(yīng)取圖中O點到點來驗證機械能守恒定律;
(3)從O點到(2)問中所取的點,重物重力勢能的減少量△Ep= J,動能增加△Ek= J.(結(jié)果取三位有效數(shù)字)
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【題目】如圖所示,某小組同學(xué)利用DIS 實驗裝置研究支架上力的分解。A、B 為兩個相同的雙向力傳感器,該型號傳感器在受到拉力時讀數(shù)為正,受到壓力時讀數(shù)為負(fù)。A 連接質(zhì)量不計的細繩,并可沿固定的圓弧形軌道移動。B 固定不動,通過光滑鉸鏈連接一輕桿,將細繩連接在桿右端O 點構(gòu)成支架,調(diào)整使得O 點位于圓弧形軌道的圓心處,保持桿沿水平方向。隨后按如下步驟操作:
①測量繩子與水平桿的夾角∠AOB=θ;
②對兩個傳感器進行調(diào)零;
③用另一繩在O 點懸掛住一個鉤碼,記錄兩個傳感器讀數(shù);
④取下鉤碼,移動傳感器A,改變θ 角,重復(fù)上述步驟①②③④,得到圖示數(shù)據(jù)表格a。
(1)根據(jù)表格a,可知A 傳感器對應(yīng)的是表中的力____(填“F1”或“F2”),
并求得鉤碼質(zhì)量為______kg (保留一位有效數(shù)字);
(2)換用不同鉤碼做此實驗,重復(fù)上述實驗步驟,得到數(shù)據(jù)表格b。則表格b 中30°所對應(yīng)的F2 空缺處數(shù)據(jù)應(yīng)為_______N;
(3)實驗中,讓A 傳感器沿圓心為O 的圓弧形(而不是其它的形狀)軌道移動的主要目的是
(單選):__________
A.方便改變A 傳感器的讀數(shù) B.方便改變B 傳感器的讀數(shù)
C.保持輕桿右端O 的位置不變 D.方便改變細繩與桿的夾角θ
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【題目】在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”的實驗中,實驗室提供了小燈泡(2.5V,0.5A)、電流表、電壓表以及滑動變阻器等實驗器材:
(1)圖甲為實驗中某同學(xué)連接好的實驗電路圖,在開關(guān)S閉合后,把滑動片P從A向B端移動過程中會觀察到電壓表讀數(shù)變_____(填“大”或“小”).
(2)某同學(xué)由測出的數(shù)據(jù)畫出I-U圖象,如圖乙所示,當(dāng)小燈泡兩端電壓為2.0V時,小燈泡的電阻值R=___Ω,此時小燈泡的實際功率P=W。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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【題目】某戰(zhàn)士在傾角為30°的山坡上進行投擲手榴彈訓(xùn)練.他從A點以某一初速度 m/s沿水平方向投出手榴彈后落在B點.該型號手榴彈從拉動彈弦到爆炸需要5s的時間,空氣阻力不計,(g=10m/s2)求:
(1)若要求手榴彈正好在落地時爆炸,問戰(zhàn)士從拉動彈弦到投出所用的時間是多少?
(2)點AB的間距s是多大?
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【題目】在某科技館內(nèi)放置了一個高大的半圓柱形透明物體,其俯視圖如圖a所示,O為半圓的圓心.甲、乙兩同學(xué)為了估測該透明體的折射率,進行了如下實驗.他們分別站在A、O處時,相互看著對方,然后兩人貼著柱體慢慢向一側(cè)運動,到達B、C處時,甲剛好看不到乙.已知半圓柱體的半徑為R, ,BC⊥OC.
①求半圓柱形透明物體的折射率;
②若用一束平行于AO的水平光線從D點射到半圓柱形透明物體上,射入半圓柱體后再從豎直表面射出,如圖b所示.已知入射光線與AO的距離為,求出射角φ.
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