【題目】如圖所示,一根不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)光滑的水平軸 O ,兩端分別連接質(zhì)量為m的小球 A 和質(zhì)量為4m的物塊 B ,物塊B置于 O 點(diǎn)正下方的水平面上,拉直繩使 OA 水平,此時(shí) OA 的長(zhǎng)度為 L 。

1)小球 A 由靜止釋放繞 O 點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí),求小球的速度大小和物塊對(duì)地面的壓力

2)若保持 A 的質(zhì)量不變,將 B 換成質(zhì)量也為m的物塊,使繩 OA 水平,當(dāng)小球 A 由靜止釋放轉(zhuǎn)到 O 點(diǎn)正下方時(shí),物塊 B 的速度大小為v,求小球 A 的速度大小和方向(設(shè) A B 不會(huì)相碰,方向用三角函數(shù)表示)。

【答案】1、mg 方向豎直向下

2、速度方向與水平向右?jiàn)A角θ的正弦值

【解析】試題分析:1)對(duì)A球,在OA轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程,設(shè)小球AO點(diǎn)正下方時(shí)的速度為v0,由機(jī)械能守恒得:

mgL=mv02

解得:

AO點(diǎn)正下方時(shí),設(shè)繩對(duì)小球A的拉力為T,地面對(duì)物塊的支持力為NB

對(duì)小球有:T-mg=m

解得:T=3mg

繩對(duì)物塊B的拉力 T′=T=3mg

對(duì)物塊:NB+T′=mBg

解得:NB=mBg-T′=4mg-3mg=mg

由牛頓第三定律可知,物塊B對(duì)地面的壓力大小 NB′=NB=mg,方向豎直向下.

2)設(shè)小球AO點(diǎn)正下方時(shí)的速度大小為vA,與水平向左方向成θ角斜向下.

對(duì)小球A和物塊B組成的系統(tǒng),由機(jī)械能守恒有:

mgL=mv2+mvA2

解得:

小球AO點(diǎn)正下方時(shí)速度的豎直分量:vAy=v速度分解如圖所示

則速度方向與水平向右?jiàn)A角θ的正弦值

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】如圖所示電路中,燈L標(biāo)有“6V,3W”,定值電阻R1=4Ω,R2=10Ω,電源內(nèi)阻r=2Ω,當(dāng)滑片P滑到最下端時(shí),理想電流表讀數(shù)為1A,此時(shí)燈L恰好正常發(fā)光,試求:

1滑線變阻器最大值R;

2當(dāng)滑片P滑到最上端時(shí),電流表的讀數(shù)

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A.有的光是波,有的光是粒子
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【題目】用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)做驗(yàn)證牛頓第三定律的實(shí)驗(yàn)∶用一輛電玩具汽車拖運(yùn)另一輛無(wú)動(dòng)力的玩具汽車,在兩車掛接處裝上傳感器探頭,并把它們的掛鉤連在一起當(dāng)電玩具汽車通電后拉著另一輛車向前運(yùn)動(dòng)時(shí),可以在顯示器屏幕上呈現(xiàn)相互作用力隨時(shí)間變化的圖像,如圖所示觀察分析兩個(gè)力傳感器的相互作用力隨時(shí)間變化的曲線,可以得出以下實(shí)驗(yàn)結(jié)論,其中正確的是

A作用力與反作用力大小相等,方向相反

B作用力與反作用力作用在同一物體上

C作用力與反作用力時(shí)刻相同

D作用力與反作用力方向相同

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【題目】如圖所示,光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,細(xì)桿右側(cè)距桿0.3 m處有一固定的點(diǎn)電荷Q,M、N是細(xì)桿上的兩點(diǎn),點(diǎn)M與Q、點(diǎn)N與Q的連線與桿的夾角均為θ=37°.一中間有孔的帶電小球穿在絕緣細(xì)桿上滑下,通過(guò)M點(diǎn)時(shí)加速度為零,速度為3m/s,取g=10 m/s2,求小球下落到N點(diǎn)時(shí)的加速度大小和速度大小。

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【題目】牛頓第一定律又稱慣性定律,該定律明確揭示了慣性的存在.下列關(guān)于慣性的說(shuō)法正確的是( )
A.靜止的物體慣性大
B.速度大的物體慣性大
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D.任何物體都有慣性,慣性的大小由物體的質(zhì)量量度

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【題目】(1)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.實(shí)驗(yàn)所用的電源為學(xué)生電源,輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種.重錘從高處由靜止開(kāi)始下落,重錘上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)痕進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.

下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟:

A.按照?qǐng)D示的裝置安裝器件;

B.將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到電源的直流輸出上;

C.用天平測(cè)出重錘的質(zhì)量;

D.打開(kāi)懸掛紙帶的夾子,再接通電源開(kāi)關(guān)打出一條紙帶;

E.選取計(jì)數(shù)點(diǎn),并測(cè)量計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離;

F.根據(jù)測(cè)量的結(jié)果計(jì)算重錘下落過(guò)程中減少的重力勢(shì)能是否等于增加的動(dòng)能.

其中沒(méi)有必要進(jìn)行的或者操作不當(dāng)?shù)牟襟E是.______________________

(將其選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母填在橫線處)

利用這個(gè)裝置也可以測(cè)量重錘下落的加速度a的數(shù)值.如圖所示,根據(jù)打出的紙帶,選取紙帶上的連續(xù)的五個(gè)點(diǎn)A、B、C、D、E,測(cè)出A距起始點(diǎn)O的距離為s0,點(diǎn)AC間的距離為s1,點(diǎn)CE間的距離為s2,使用交流電的頻率為f,根據(jù)這些條件計(jì)算重錘下落的加速度a_________

在上述驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),重錘減小的重力勢(shì)能總是大于重錘動(dòng)能的增加,其原因主要是因?yàn)樵谥劐N下落的過(guò)程中存在阻力作用,可以通過(guò)該實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)阻力的大。粢阎(dāng)?shù)刂亓铀俣裙J(rèn)的較準(zhǔn)確的值為g,還需要測(cè)量的物理量是____________

試用這些物理量和上圖紙帶上的數(shù)據(jù)符號(hào)表示出重錘在下落的過(guò)程中受到的平均阻力大小f___________________

2)某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置,通過(guò)改變重物的質(zhì)量,利用計(jì)算機(jī)可得滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖像。他們?cè)谲壍浪胶蛢A斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn),得到了兩條a-F圖線,如圖(b)所示。

圖線________是在軌道左側(cè)抬高成為斜面情況下得到的(選填“①”“②”);

滑塊總質(zhì)量m=____________kg;滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=____________

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