【題目】如圖所示,半徑的大圓環(huán)豎直固定放置,O點是大圓環(huán)的圓心,O'點是O點正上方一個固定點。一根長為L=5 m的輕繩一端固定在O'點,另一端系一質(zhì)量m=1 kg的小球,將輕繩拉至水平并將小球由靜止釋放,小球運動到最低點O時,輕繩剛好被拉斷。已知重力加速度g=10 m/s2,求:

(1)輕繩所能承受的最大拉力;

(2)小球落至大圓環(huán)上時的動能。

【答案】30N 100J

【解析】試題分析輕繩被拉斷前瞬間所承受的拉力最大.先根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出小球運動到最低點的速度,結(jié)合牛頓第二定律求出繩子的最大拉力;繩子斷裂后,小球做平拋運動,結(jié)合平拋運動的規(guī)律,抓住豎直位移和水平位移的關(guān)系求出運動的時間,再求出小球落到大圓環(huán)上的速度,從而求出動能。

(1)小球由靜止運動到O點的過程中機(jī)械能守恒,有

小球在最低點O時,由牛頓第二定律有

解得Fm=30 N

由牛頓第三定律可知,輕繩所能承受的最大拉力為30 N。

(2)繩被拉斷后,小球做平拋運動,設(shè)平拋運動的時間為t,

在水平方向

在豎直方向

位移間關(guān)系為:

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得:t=1s

小球落在大圓環(huán)上時速度為

小球的動能為:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,長為L,傾角為θ的光滑絕緣斜面處于電場中,一帶電量為+q,質(zhì)量為m的小球,以初速度由斜面底端的A點開始沿斜面上滑,到達(dá)斜面頂端的速度仍為,則 ( )

A. A.B兩點的電勢差為

B. 小球在B點的電勢能一定大于小球在A點的電勢能

C. 若電場是勻強(qiáng)電場,則該電場的場強(qiáng)的最小值為

D. 若該電場是斜面中點垂直斜面正上方某點的點電荷Q產(chǎn)生的,則Q一定是正電荷

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩根足夠長的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于傾角θ=30°的斜面上,導(dǎo)軌上、下端各接有阻值R=10Ω的電阻,導(dǎo)軌自身電阻忽略不計,導(dǎo)軌寬度L=2m,在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T.質(zhì)量為m=0.1kg,電阻r=5Ω的金屬棒ab在較高處由靜止釋放,金屬棒ab在下滑過程中始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好.當(dāng)金屬棒ab下滑高度h =3m時,速度恰好達(dá)到最大值v=2m/s.求:

(1)金屬棒ab在以上運動過程中機(jī)械能的減少量.

(2)金屬棒ab在以上運動過程中導(dǎo)軌下端電阻R中產(chǎn)生的熱量.(g=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列物理量及對應(yīng)的單位不正確的是

A. 加速度m/s2

B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B

C. 磁通量Wb

D. 電場強(qiáng)度V/m

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】按下圖用玩具手槍做射擊實驗.先在豎直放置的靶上建立平面直角坐標(biāo)系(x軸沿水平方向).實驗時,保持槍管水平,每次射擊,子彈射出槍口的速度大小均相同且槍口的位置不變.第1次射擊,槍口對準(zhǔn)坐標(biāo)原點O且槍口與O點的連線垂直于xoy平面;第2次射擊,槍口對準(zhǔn)x=d處;第3次射擊,槍口對準(zhǔn)x=2d處;……;第6次射擊,槍口對準(zhǔn)x=5d處.實驗后,用光滑的曲線將靶上的這6個彈孔連接起來.則這條曲線的形狀可能是下圖

A. B.

C. D.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于電源的電動勢E,下列說法中正確的是( 。

①電動勢E的大小與非靜電力所做的功W的大小成正比,與移動電荷量q的大小成反比

②電動勢E由電源本身決定,跟電源的體積和外電路均無關(guān)

③電動勢E的單位與電勢、電勢差的單位都是伏特.其三者本質(zhì)一樣的.

④電動勢E表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量.

A. ①② B. ①③ C. ③④ D. ②④

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是(

A.γ射線在電場和磁場中都不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B.β射線比α射線更容易使氣體電離

C.氫有三種同位素:11H、12H、13H,它們中子數(shù)相等

D.原子核的電荷數(shù)即為原子核所帶的電荷量

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩根足夠長的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi),兩導(dǎo)軌間的距離為,導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒,構(gòu)成矩形回路,兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為,電阻皆為,回路中其余部分的電阻可不計。在整個導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度為。設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無摩擦地滑行,開始時,棒靜止,棒有指向棒的初速度,若兩導(dǎo)體棒在運動中始終不接觸,求:

(1)在運動中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少?

(2)當(dāng)棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?/span>時,棒的加速度是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列物理量的單位中,屬于基本單位的是

A.NB.m/sC.m/s2D.kg

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同步練習(xí)冊答案