如圖所示,一根長為L=5m的輕繩一端固定在O′點(diǎn),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位置A靜止釋放,小球運(yùn)動到最低點(diǎn)O時(shí),輕繩剛好被拉斷。O點(diǎn)下方有一以O點(diǎn)為圓心,半徑m的圓弧狀的曲面,所有阻力不計(jì),己知重力加速度為g=10m/s2,求:.

(1)輕繩所能承受的最大拉力Fm的大小。

(2)小球落至曲面上的動能。


【知識點(diǎn)】牛頓第二定律、平拋運(yùn)動、圓周運(yùn)動、機(jī)械能守恒定律綜合應(yīng)用題。C5、D2、D4、E3。

【答案解析】解析:(1)小球由A到O的過程,由機(jī)械能守恒定律,有:mgL=,   2分

在O點(diǎn),由牛頓第二定律,Fm-mg=m,                                2分

解得:Fm=3mg=30N。                                                  

由牛頓第三定律可知輕繩所能承受的最大拉力為30N。                      1分

(2)小球從O點(diǎn)平拋,有:x=v0t,                                      1分

y=gt2,                                    1分

小球落至曲面上,有x2+y2=R2,                                          2分

聯(lián)立解得t=1s。                                                        2分

小球落至曲面上的動能Ek=mv2         

代入數(shù)據(jù)得Ek=100J。                                                  2分

【思路點(diǎn)撥】從A到O點(diǎn)的過程中,運(yùn)用機(jī)械能守恒定律求速度,后用牛頓第二定律求繩所受的拉力,第一問結(jié)果不要忘記了牛頓第三定律了;第二問首先依平拋運(yùn)動規(guī)律列式,再用曲線方程聯(lián)立求時(shí)間,由此根據(jù)動能的表達(dá)式求小球落在曲面上的動能。


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:


如圖所示為游樂園中空中轉(zhuǎn)椅的理論示意圖。長度不同的兩根細(xì)繩懸于同一點(diǎn),另一端各系一個(gè)質(zhì)量相同的小球,使它們在同一水平面內(nèi)作圓錐擺運(yùn)動,則兩個(gè)圓錐擺相同的物理量是

A.繩的拉力          B.線速度的大小

C.周期              D.向心力

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三角傳送帶以1m/s的速度逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動,兩邊的傳送帶長都是2m,且與水平方向的夾角均為37°,F(xiàn)有兩小物塊AB從傳送帶頂端都以1m/s的初速度沿傳送帶下滑,物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為0.5,下列說法正確的是:

A.物塊A先到達(dá)傳送帶底端       B.物塊A、B同時(shí)到達(dá)傳送帶底端

C.傳送帶對物塊A、B均做負(fù)功    D.物塊AB在傳送帶上的劃痕長度不相同

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如圖所示,一質(zhì)量為m的小球套在光滑豎直桿上,輕質(zhì)彈簧一端固定于O點(diǎn),一端與該小球相連,F(xiàn)將小球從A點(diǎn)由靜止釋放,沿豎直桿運(yùn)動到B點(diǎn),已知OA長度小于OB長度,彈簧處于OA、OB兩位置時(shí)彈力大小相等。在小球由A到B的過程中(    )

A.加速度等于重力加速度g的位置有兩個(gè)

B.彈簧彈力的功率為零的位置有兩個(gè) 

C.彈簧彈力對小球所做的正功等于小球克服彈簧彈力所做的功 

D.小球與地球組成的系統(tǒng)的機(jī)械能不是一直減小的,而是先減小后增大

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如圖所示,豎直輕質(zhì)彈簧,下端固定在地面,上端固定一質(zhì)量為M的木板,木板上方放一質(zhì)量為m的物塊,木板和物塊間不粘連,一豎直向下的力F作用在物塊上,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。在撤去F,木板和物塊向上運(yùn)動的過程中,下列說法正確的是

 A.物塊先處于超重狀態(tài),再處于失重狀態(tài)

B.木板對物塊做正功,物塊的機(jī)械能增加

C.木板和物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

D.當(dāng)彈簧處于自然狀態(tài)時(shí),物塊克服重力做功的功率最大

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如圖所示,傾角為37°的粗糙斜面AB底端與半徑R=0.4m的光滑半圓軌道BC平滑相連,O為軌道圓心,BC為圓軌道直徑且處于豎直方向,A、C兩點(diǎn)等高。質(zhì)量m=1kg的滑塊從A點(diǎn)由靜止開始下滑,恰能滑到與O等高的D點(diǎn),g取10m/s2,sin37º=0.6   cos37º=0.8。

⑴求滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)。

⑵若使滑塊能到達(dá)C點(diǎn),求滑塊從A點(diǎn)沿斜面滑下時(shí)的初速度v0的最小值。

⑶若滑塊離開C處的速度大小為4m/s,求滑塊從C點(diǎn)飛出至落到斜面上的時(shí)間t。

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如圖所示,一根長為L=5m的輕繩一端固定在O′點(diǎn),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位置A靜止釋放,小球運(yùn)動到最低點(diǎn)O時(shí),輕繩剛好被拉斷。O點(diǎn)下方有一以O點(diǎn)為圓心,半徑m的圓弧狀的曲面,所有阻力不計(jì),己知重力加速度為g=10m/s2,求:.

(1)輕繩所能承受的最大拉力Fm的大小。

(2)小球落至曲面上的動能。

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一顆人造地球衛(wèi)星在距地球表面高度為h的軌道上做勻速圓周運(yùn)動,運(yùn)動周期為T,若地球半徑為R,則(   ) 

A.該衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的線速度為             B.該衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的向心加速度為

C.物體在地球表面自由下落的加速度為  

D.地球的第一宇宙速度為

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1(5分)圖31所示五幅圖分別對應(yīng)吳中說法,其中正確的是___________。(填寫正確答案標(biāo)號,選對1個(gè)得2分,選對2個(gè)得4分,選對3個(gè)給5分,每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分)

A.甲圖中微粒運(yùn)動就是物質(zhì)分子的無規(guī)則熱運(yùn)動,即布朗運(yùn)動 

B.乙圖中當(dāng)兩個(gè)相鄰的分子間距離為r0時(shí),它們間相互作用的引力和斥力大小相等

C.丙圖中食鹽晶體的物理性質(zhì)沿各個(gè)方向都是一樣的 

D.丁圖中小草上的露珠呈球形的主要原因是液體表面張力的作用 

E.戊圖中潔凈的玻璃板接觸水面,要使玻璃板離開水面,拉力必須大于玻璃板的重力,其原因是水分子和玻璃分子之間存在吸引力

(2)(10分)在如圖32所示的氣缸中封閉著溫度為100的空氣,一重物用細(xì)繩經(jīng)滑輪與缸中活塞相連接,重物和活塞均處于平衡狀態(tài),這時(shí)活塞離缸底的高度為10cm(設(shè)活塞與氣缸壁間無摩擦,大氣壓始終不變)。如果缸內(nèi)空氣變?yōu)?℃,求:

(1)重物是上升還是下降?

(2)這時(shí)重物將從原處移動多少厘米?

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