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16.如圖所示.細繩長L,吊一個質量為m的鐵球,細繩受到大于2mg的拉力會斷裂,繩的上端系一質量不計的環(huán),環(huán)套在光滑水平桿上,起初環(huán)帶著球一起以v=2gL向右運動.在A處環(huán)被擋住而停下的瞬間,繩子所受的拉力為多大?在以后的運動中,球是先碰墻還是先碰地?第一次的碰撞點離墻角B點的距離是多少?(已知A處離墻的水平距離為L,球離地面的高度h=3L)

分析 在A處環(huán)被擋住而停下的瞬間,小球做圓周運動,結合牛頓第二定律求出拉力的大�。捎诶K子的拉力大于最大拉力,則細線斷裂,小球做平拋運動,結合平拋運動的規(guī)律,分析討論分析球是先碰墻還是先著地.根據(jù)運動學公式求出第一次的碰撞點離墻角B點的距離.

解答 解:根據(jù)牛頓第二定律得,T-mg=mv2L,
解得T=3mg.
若先碰地則有:3L=12gt2,解得 t=6Lg
則水平位移x=vt=23L>L,所以先碰墻.     
由L=vt 得,t=L2g
下降的高度h′=12gt2=L4,
離地高度為H=h-h′=114L=2.75L.
答:繩子所受的拉力為3mg,球先碰墻,第一次碰撞點離墻角B點的距離是2.75L.

點評 本題考查了圓周運動和平拋運動的綜合運用,知道平拋運動在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律以及圓周運動向心力的來源是解決本題的關鍵.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示,卡車沿水平路面向左做直線運動,車廂上平放著質量為m的木箱,與卡車保持相對靜止.車廂尾部的豎直支架上用細線懸掛有一個質量也為m的小球,頻閃相機拍下的某一張照片上發(fā)現(xiàn)小球偏向后方,細線與豎直方向夾角為θ,則關于這一瞬間的分析正確的是( �。�
A.車一定做加速運動B.木箱受到的摩擦力為mgtanθ
C.細線的拉力可能為\frac{mg}{cosθ}D.小球可能受力平衡

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7.古時有“守株待兔”的寓言,設兔子的頭部受到大小等于自身體重的打擊力時即可致死,并設兔子與樹樁作用時間為0.2s,則被撞死的兔子其奔跑的速度可能為(g=10m/s2)( �。�
A.1.5 m/sB.2 m/sC.1 m/sD.2.5 m/s

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4.在某次帆船運動比賽中,質量為500kg的帆船,在風力和水的阻力共同作用下做直線運動的 v-t圖象如圖所示.下列表述正確的是(  )
A.在0~1 s內,合外力對帆船做了1 000 J的功
B.在0~2 s內,合外力對帆船做了250 J的負功
C.在1~2 s內,合外力對帆船不做功
D.在0~3 s內,合外力始終對帆船做正功

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

11.一物塊A自水塔的頂端自由下落,下落距離a時物塊B從距塔頂高b處自由下落,A、B兩物塊同時落地.關于此運動過程和水塔的高度,其說法正確的是(  )
A.兩物塊在運動過程中其速度差恒為\sqrt{2gb}
B.物塊A相對于物塊B以速度\sqrt{2ga}向下做勻速運動
C.物塊A和物塊B在空中運動時相遇過一次
D.水塔的高度為\frac{{(a+b)}^{2}}{4a}

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖所示,在勻速轉動的圓筒內壁上緊靠著一個物體一起運動,物體與桶之間無相對滑動,物體做圓周運動的向心力是( �。�
A.重力B.彈力C.靜摩擦力D.滑動摩擦力

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

8.下列說法中正確的是( �。�
A.鉛蓄電池的電動勢為2 V,這表示電路中每通過1C電荷量,電源把2 J的化學能轉變?yōu)殡娔?/td>
B.導體在低于某一溫度時,電阻突然變?yōu)榱愕默F(xiàn)象叫超導現(xiàn)象,實現(xiàn)這一轉變的溫度被稱為臨界溫度
C.因為電流有方向,所以電流是矢量
D.電阻率與溫度和材料有關,各種材料的電阻率都隨溫度的升高而增大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.一顆自由下落的小石頭,經(jīng)過某點時的速度是10m/s,經(jīng)過另一點的速度是30m/s,則經(jīng)過這兩點的時間和兩點的距離是(不計空氣阻力,g取10m/s2)(  )
A.1s  5mB.2s  40mC.3s  45mD.4s  80m

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

6.從同一高度以不同初速度水平拋出的物體,比較它們落到水平地面上的時間(不計空氣阻力),以下說法正確的是( �。�
A.速度大的時間長B.速度小的時間長C.一樣長D.質量小的時間長

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