【題目】曉明站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球，甩動(dòng)手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，繩突然斷掉。球飛離水平距離d后落地，如題24圖所示，已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長為，重力加速度為g忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力。

（1） 求繩斷時(shí)球的速度大小v1，和球落地時(shí)的速度大小v2

（2） 問繩能承受的最大拉力多大？

（3） 改變繩長，使球重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)。若繩仍在球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長應(yīng)為多少？最大水平距離為多少？

【答案】解：

（1）v1=v2=

(2)T=mg

(3) 當(dāng)l＝時(shí)，x有極大值xmax＝d

【解析】

試題

(1)設(shè)繩斷后球飛行時(shí)間為t，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，有：，所以。根據(jù)機(jī)械能守恒定律則：，所以

(2)設(shè)繩能承受的最大拉力大小為F，這也是球受到繩的最大拉力大小．球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式，解得。

(3)設(shè)繩長為l，繩斷時(shí)球的速度大小為v3，繩承受的最大拉力不變，有

得

繩斷后球做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直位移為,水平位移為x，時(shí)間為，有

得，根據(jù)一元二次方程的特點(diǎn)，當(dāng)時(shí)，x有極大值，

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】列車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它滑行S=300m時(shí)速度減為原來的一半，又滑行t2=20s停止，求：

（1）列車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后滑行的總時(shí)間t總；

（2）關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)列車的速度v0；

（3）列車滑行的總路程S總.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，C是放在光滑的水平面上的一塊木板，木板的質(zhì)量為3m，在木板的上面有兩塊質(zhì)量均為m的小木塊A和B，它們與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ．最初木板靜止，A、B兩木塊同時(shí)以方向水平向右的初速度v0和2v0在木板上滑動(dòng)，木板足夠長，A、B始終未滑離木板．求：

（1）木塊B從剛開始運(yùn)動(dòng)到與木板C速度剛好相等的過程中，木塊B所發(fā)生的位移；

（2）木塊A在整個(gè)過程中的最小速度；

（3）整個(gè)過程中，A、B兩木塊相對(duì)于滑板滑動(dòng)的總路程是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在傾角為300的光滑斜面上端系有一勁度系數(shù)為k＝200 N/m的輕質(zhì)彈簧，彈簧下端連一個(gè)質(zhì)量為m="2" kg的小球，球被一垂直于斜面的擋板A擋住，此時(shí)彈簧沒有形變。若擋板A以a="6" m/s2的加速度沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，斜面固定不動(dòng)，取g="10" m/s2，則（ ）

A. 小球向下運(yùn)動(dòng)0．04 m時(shí)速度最大

B. 小球向下運(yùn)動(dòng)0．01 m時(shí)與擋板分離

C. 小球速度最大時(shí)與擋板分離

D. 小球從一開始運(yùn)動(dòng)就與擋板分離

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】2016年世界中學(xué)生五人制足球錦標(biāo)賽落下帷幕，代表中國參賽的河南男隊(duì)和河北女隊(duì)取得了優(yōu)異成績。五人制足球的賽場(chǎng)長40 m，寬20 m，如圖所示。在比賽中，攻方隊(duì)員在中線附近突破防守隊(duì)員，將足球沿邊路向前踢出，足球的運(yùn)動(dòng)可視為在地面上做初速度為v1＝6 m／s的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，加速度大小為a1＝1 m／s2。該隊(duì)員將足球踢出后立即由靜止啟動(dòng)追趕足球，他的運(yùn)動(dòng)可看作是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，最大加速度為a2＝1 m／s2，能達(dá)到的最大速度為v2＝4 m／s。該隊(duì)員至少經(jīng)過多長時(shí)間能追上足球?

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示電路中，R為一滑動(dòng)變阻器，P為滑片，若將滑片向下滑動(dòng)，則在滑動(dòng)過程中，下列判斷錯(cuò)誤的是（ ）

A. 電源內(nèi)電路消耗功率一定逐漸增大

B. 燈泡B一定逐漸變暗

C. 電源效率一定逐漸減小

D. R上消耗功率一定逐漸變小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有一正粒子，質(zhì)量為m，電荷量為q，由靜止開始經(jīng)電勢(shì)差為U1的電場(chǎng)加速后，進(jìn)入兩塊板間距離為d，板間電勢(shì)差為U2的平行金屬板間，若質(zhì)子從兩板正中間垂直電場(chǎng)方向射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，并且恰能從下板右邊緣穿出電場(chǎng)．求：

（1）粒子剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v0；

（2）粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和金屬板的長度；

（3）粒子穿出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖所示的裝置探究小車加速度與合外力的關(guān)系。圖中小車A左端連接一紙帶并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器B的限位孔，右端用一輕繩繞過滑輪系于拉力傳感器C的下端，A、B置于水平放置的一端帶有定滑輪的足夠長的木板上。不計(jì)繩與滑輪的摩擦及滑輪的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通電源再釋放小車，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn)。該同學(xué)在保證小車A質(zhì)量不變的情況下，通過改變P的質(zhì)量來改變小車A所受的外力，由傳感器和紙帶測(cè)得的拉力F和加速度a數(shù)據(jù)如下表所示。

次數(shù)

1

2

3

4

5

F/N

0.10

0.18

0.26

0.30

0.40

a/(m·s)-2

0.08

0.22

0.37

__▲__

0.59

（1）第4次實(shí)驗(yàn)得到的紙帶如圖所示，O、A、B、C和D是紙帶上的五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，每兩個(gè)相鄰點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)沒有畫出，A、B、C、D四點(diǎn)到O點(diǎn)的距離如圖所示。打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz。根據(jù)紙帶上數(shù)據(jù)計(jì)算出加速度為___m/s2。

（2）在實(shí)驗(yàn)中，___（選填“需要”或“不需要”）滿足重物P的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。

（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖示坐標(biāo)系中作出小車加速度a與力F的關(guān)系圖象。

（____________）

（4）根據(jù)圖象推測(cè)，實(shí)驗(yàn)操作中重要的疏漏是__________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置來測(cè)定當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋饕僮鞑襟E如下：

①安裝實(shí)驗(yàn)器材，調(diào)節(jié)試管夾(小鐵球)、光電門和紙杯在同一豎直線上；

②打開試管夾，由靜止釋放小鐵球，用光電計(jì)時(shí)器記錄小鐵球在兩個(gè)光電門間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，并用刻度尺(圖上未畫出)測(cè)量出兩個(gè)光電門之間的高度h，計(jì)算出小鐵球通過兩光電門間的平均速度v；

③保持光電門1的位置不變，改變光電門2的位置，重復(fù)②的操作，測(cè)出多組(h，t)，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的平均速度；

④畫出v－t圖象．

請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)，回答如下問題：

(1)設(shè)小鐵球到達(dá)光電門1時(shí)的速度為v0，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g.則小鐵球通過兩光電門間的平均速度v的表達(dá)式為________．(用v0、g和t表示)

(2)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表：請(qǐng)?jiān)趫D中畫出v－t圖象．

(3)根據(jù)v－t圖象，可以求得當(dāng)?shù)刂亓铀俣?/span>g＝__________ m/s2，小球通過光電門1時(shí)的速度為__________ m/s.(以上結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

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