【題目】小明站在水平地面上,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,甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動。當(dāng)球某次運動到最低點時,繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地,如圖所示。已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為d,重力加速度為g。忽略手的運動半徑和空氣阻力。

1)求繩斷開時球的速度大小v1

2)問繩能承受的最大拉力多大?

3)改變繩長,使球重復(fù)上述運動,若繩仍在球運動到最低點時斷掉,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】(1) (2) (3)

【解析】

1)設(shè)繩斷后球做平拋運動的時間為t1,

豎直方向上:

水平方向上:

d=v1t1

解得:

2)設(shè)繩能承受的最大拉力為Fm,球做圓周運動的半徑為:

R=,

解得:Fm=。

3)設(shè)繩長為l,繩斷時球的速度為v2.有:

解得:v2=

繩斷后球做平拋運動,豎直位移為d-l,水平位移為x,時間為t2。

豎直方向有:

水平方向有:

x=v2t2

x=v2t2=。

根據(jù)數(shù)學(xué)關(guān)系有當(dāng)l=時,x有極大值為:xm=。

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】一定質(zhì)量理想氣體從初始狀態(tài)A經(jīng)狀態(tài)B、C、D再回到狀態(tài)A,其體積V與溫度T的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(  )

A.從狀態(tài)A到狀態(tài)B的過程中,氣體內(nèi)能減小

B.從狀態(tài)B到狀態(tài)C的過程中,氣體向外放熱

C.從狀態(tài)C到狀態(tài)D的過程中,氣體對外做功

D.從狀態(tài)D到狀態(tài)A的過程中,氣體壓強增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于電場強度的說法中,正確的是(

A. 公式只適用于真空中點電荷產(chǎn)生的電場

B. 由公式可知,電場中某點的電場強度E與試探電荷在電場中該點所受的電場力成正比

C. 在公式中, 是點電荷Q2產(chǎn)生的電場在點電荷Q1處的場強大小; 是點電荷Q1產(chǎn)生的電場在點電荷Q2處的場強大小

D. 由公式可知,在離點電荷非?拷牡胤剑r→0),電場強度E可達(dá)無窮大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,輕質(zhì)彈簧左端與墻相連,右端與質(zhì)量為的小球接觸但不固連,初始時在外力作用下彈簧處于壓縮狀態(tài),某時刻撤去外力,小球能順利通過圓弧軌道ABC并無能量損失地進(jìn)入圓弧軌道CDE而從E點拋出,最終打在圓弧軌道ABCF點。已知圓弧軌道ABC的半徑是圓弧軌道CDE的兩倍且圓弧軌道ABC的半徑,B、D分別為圓弧軌道ABC及圓弧軌道CDE的中點。當(dāng)小球離開彈簧運動到圓弧軌道A點時,對圓弧軌道的壓力,除圓弧軌道CDE外,其余部分均光滑()。試求:

(1)小球運動到A點的速度大小及彈簧的彈性勢能;

(2)小球運動到B點時,對軌道的壓力大小及方向;

(3)如果F點距水平面的高度,則小球在圓弧軌道CDE克服摩擦力所做功的取值范圍為多少?

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【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一質(zhì)量m0.5 kg、電荷量q=+2×103 C的帶電小球,有一根長L0.1 m且不可伸長的絕緣輕細(xì)線系在一方向水平向右、分布的區(qū)域足夠大的勻強電場中的O.已知A、OC點等高,且OAOCL,若將帶電小球從A點無初速度釋放,小球到達(dá)最低點B時速度恰好為零,g10 m/s2.

(1)求勻強電場的電場強度E的大;

(2)求小球從A點由靜止釋放運動到B點的過程中速度最大時細(xì)線的拉力大小;

(3)若將帶電小球從C點無初速度釋放,求小球到達(dá)B點時細(xì)線張力大小.

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【題目】我國探月衛(wèi)星“嫦娥三號”由地面發(fā)射后奔向月球,在P點從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道II,Q為軌道上的近月點,關(guān)于“嫦娥三號”運動,下列正確的說法是( 。

A.發(fā)射速度一定大于第二宇宙速度

B.在軌道上從PQ的過程中速率不斷增大

C.在軌道上經(jīng)過P的速度等于在軌道I上經(jīng)過P的速度

D.在軌道上經(jīng)過P的加速度等于在軌道I上經(jīng)過P的加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,水平放置的金屬板正上方放有一固定的正點電荷Q,一表面絕緣的帶正電小球(可視為質(zhì)點且不影響Q的電場),從左端以初速度v滑上金屬板,沿光滑的上表面從左端運動到右端,在該運動過程中

A. 小球做勻速直線運動B. 小球先做減速運動,后做加速運動

C. 小球的電勢能保持不變D. 正點電荷Q對小球先做負(fù)功后做正功

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【題目】某實驗小組要測量金屬鋁的逸出功,經(jīng)討論設(shè)計出如圖所示實驗裝置,實驗方法是:把鋁板平放在桌面上,刻度尺緊挨著鋁板垂直桌面放置,靈敏度足夠高的熒光板與鋁板平行,并使整個裝置處于垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中;讓波長為λ的單色光持續(xù)照射鋁板表面,將熒光板向下移動,發(fā)現(xiàn)熒光板與鋁板距離為d時,熒光板上剛好出現(xiàn)輝光。已知普朗克常量為h,光在真空中傳播速度為c,電子電量為e,質(zhì)量為m。下列說法正確的是(  )

A.金屬鋁的逸出功為

B.從鋁板逸出的光電子最大初動能為

C.將熒光板繼續(xù)向下移動,移動過程中熒光板上的輝光強度可能保持不變

D.將熒光板繼續(xù)向下移動到某一位置,并增大入射光波長,板上的輝光強度一定增強

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【題目】某同學(xué)用如圖所示裝置描繪小球做平拋運動位置的點,獲得平拋運動的軌跡,從而研究平拋運動的規(guī)律。

(1)對于實驗中的一些注意事項,正確的是_____________;

A.小球必須每次從斜槽上同一位置由靜止開始釋放

B.小球運動時不能與木板上的白紙(或方格紙)相接觸

C.盡量選用表面光滑的斜槽

D.用折線連接描繪的點得到小球的運動軌跡

(2)某同學(xué)在實驗操作時發(fā)現(xiàn),將小鋼球輕輕放在斜槽末端時,小球能自動滾下。他應(yīng)該如何調(diào)整:__________________________________;

(3)實驗過程中,要建立直角坐標(biāo)系,在下圖中,建系坐標(biāo)原點選擇正確的是______________;

A

B

C

D

(4)實驗中,用一張印有小方格的紙記錄軌跡,小方格的邊長。若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的所示,則小球平拋的初速度的計算式為_______(用表示),其值是___________________),小球經(jīng)過點時的速率是_____________(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。

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