【題目】質(zhì)量為M、長為的桿水平放置,桿兩端AB系著長為3L的不可伸長且光滑的柔軟輕繩,繩上套著一質(zhì)量為m的小鐵環(huán)。已知重力加速度為g,不計(jì)空氣影響。

1)現(xiàn)讓桿和環(huán)均靜止懸掛在空中,如圖甲,求繩中拉力的大;

2)若桿與環(huán)保持相對靜止,在空中沿AB方向水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)環(huán)恰好懸于A端的正下方,如圖乙所示。

①求此狀態(tài)下桿的加速度大小a;

②為保持這種狀態(tài)需在桿上施加一個(gè)多大的外力,方向如何?

【答案】1 2 與水平方向的夾角為60°斜向右上方

【解析】正確受力分析,由平衡條件和牛頓第二定律求解.

(1)如圖,設(shè)平衡時(shí),繩中拉力為FT,有

2FTcos θmg0①

由圖知

cos θ

①②式解得

FTmg.

(2)①此時(shí),對小鐵環(huán)受力分析如圖,有

FT′sin θ′ma④

FTFT′cos θ′mg0⑤

由圖知θ′60°,代入④⑤式解得

ag.

如圖,設(shè)外力F與水平方向成α角,將桿和小鐵環(huán)當(dāng)成一個(gè)整體,有

Fcos α(Mm)a⑦

Fsin α(Mm)g0⑧

⑥⑦⑧式解得

F (Mm)g

tan α (α60°)

練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在電場中一條電場線上有A、B兩點(diǎn),如圖所示.若將一負(fù)電荷q=-2.0×107C,從A點(diǎn)移至B點(diǎn),電荷克服電場力做功4.0×104J.試求:

(1)電場方向;

(2)A、B兩點(diǎn)的電勢差多大?哪一點(diǎn)電勢高?

(3)在這一過程中,電荷的電勢能怎樣變化,變化了多少?

(4)如在這一電場中有另一點(diǎn)C,已知UAC=500V,若把這一負(fù)荷從B移至C電場力做多少功?是正功還是負(fù)功?

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【題目】如圖所示,在外力作用下某質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的v-t圖像為正弦曲線,從圖中可判斷

A. t1t3時(shí)間內(nèi),外力做的總功為零

B. 0t1時(shí)間內(nèi),外力的功率逐漸增大

C. t2時(shí)刻,外力的功率最大

D. 0t1時(shí)間內(nèi),外力做負(fù)功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】兩個(gè)粒子,帶電荷量相等,在同一勻強(qiáng)磁場中只受磁場力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng).則下列說法正確的是(  )

A.若速率相等,則半徑必相等 B.若質(zhì)量相等,則周期必相等

C.若質(zhì)量相等,則半徑必相等 D.若動(dòng)能相等,則周期必相等

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,兩平行金屬板間距為d,電勢差為U,板間電場可視為勻強(qiáng)電場;金屬板下方有一磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場。帶電量為+q、質(zhì)量為m的粒子,由靜止開始從正極板出發(fā),經(jīng)電場加速后射出,并進(jìn)入磁場做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。忽略重力的影響,求:

1)勻強(qiáng)電場場強(qiáng)E的大;

2)粒子從電場射出時(shí)速度ν的大小;

3)粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑R。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,已知回旋加速器的勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,D形金屬盒的半徑為R,狹縫間的距離為d,加在兩D形金屬盒間電壓為U。一個(gè)電荷量為q,質(zhì)量為m的帶電粒子在回旋加速器的中心從速度為O開始加速,當(dāng)它離開回旋加速器時(shí)的動(dòng)能為Ek。要使該粒子離開回旋加速器時(shí)的動(dòng)能大于Ek,則下列方法中正確的是

A. 只增大兩D形金屬盒間的電壓U

B. 只增大狹縫間的距離d

C. 只增大勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B

D. 只增大D形金屬盒的半徑R

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【題目】如圖甲所示,兩根足夠長的平行光滑金屬導(dǎo)軌固定放置在水平面上,間距L=0.2m,一端通過導(dǎo)線與阻值為R=1Ω的電阻連接;導(dǎo)軌上放一質(zhì)量為m=0.5kg的金屬桿,金屬桿與導(dǎo)軌的電阻均忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于豎直向上的大小為B=0.5T的勻強(qiáng)磁場中。現(xiàn)用與導(dǎo)軌平行的拉力F作用在金屬桿上,金屬桿運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖乙所示。(g=10m/s2)求:

(1)t=10s時(shí)拉力的大小及電路的發(fā)熱功率;

(2)0~10s內(nèi),通過電阻R的電量。

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【題目】假設(shè)宇宙中有兩顆相距無限遠(yuǎn)的行量AB,白身球體半徑分別為兩顆行星各自周圍的衛(wèi)星的軌道半徑的三次方()與運(yùn)行公轉(zhuǎn)周期的平方()的關(guān)系如圖所示; 為衛(wèi)星環(huán)繞各自行星表面運(yùn)行的周期,忽略行星自轉(zhuǎn)的影響,

A. 行星A的質(zhì)量小于行星B的質(zhì)量

B. 行星A的密度大于行星B的密度

C. 行星A的第一宇宙速度小于于行星B的第一字宙速度

D. 行星A表面的重力加遠(yuǎn)度大于行星B表面的重力加速度

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【題目】在如圖所示的x-O-y坐標(biāo)系中,y>0的區(qū)域內(nèi)存在著沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場,y<0的區(qū)域內(nèi)存在著垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場。一電子(質(zhì)量為m、電量為-e)從y軸上的P0,d)點(diǎn)以沿x軸正方向的初速度射出。第一次穿越x軸時(shí),恰好能通過x軸上的D2d,0)點(diǎn),第二次穿越x軸后可再次運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),不計(jì)重力的影響。求:

1)電場強(qiáng)度E的大;

2)感應(yīng)強(qiáng)度B的大小;

3)電子從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)開始計(jì)時(shí)到第二次通過D點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間。

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