9.如圖甲所示,一長度l未知的輕桿,一端穿在過O點(diǎn)的水平轉(zhuǎn)軸上,另一端固定一質(zhì)量m未知的小球,整個(gè)裝置繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng).小球通過最高點(diǎn)時(shí),輕桿對(duì)小球的彈力F與其速度平方v2的關(guān)系如圖乙所示,已知重力加速度為g.下列說法正確的是(  )
A.輕桿長度l=$\frac{g}{a}$
B.小球質(zhì)量m=$\frac{-b}{g}$
C.當(dāng)v2<a時(shí).輕桿中的彈力表現(xiàn)為向下的拉力
D.僅換用長度較短的輕桿做實(shí)驗(yàn),圖線b點(diǎn)的位置不變

分析 在最高點(diǎn),小球靠重力和桿的彈力的合力提供向心力,結(jié)合牛頓第二定律列出表達(dá)式,結(jié)合圖線的橫縱截距分析判斷.

解答 解:A、小球通過最高點(diǎn)時(shí),當(dāng)F=0時(shí),${v}_{\;}^{2}=a$,根據(jù)向心力公式有:$mg=m\frac{{v}_{\;}^{2}}{l}$,解得:l=$\frac{{v}_{\;}^{2}}{g}=\frac{a}{g}$,故A錯(cuò)誤;
B、當(dāng)${v}_{\;}^{2}=0$時(shí),小球在最高點(diǎn)所需的向心力為0,即mg=-b,所以小球的質(zhì)量為$m=\frac{-b}{g}$,故B正確;
C、當(dāng)${v}_{\;}^{2}<a$時(shí),小球在最高點(diǎn)所需的向心力小于mg,輕桿中的彈力表現(xiàn)為向上的支持力,故C錯(cuò)誤;
D、換用長度較短的輕桿做實(shí)驗(yàn),因?yàn)樾∏虻闹亓ξ醋儯詁點(diǎn)的位置不變,故D正確;
故選:BD

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式的直接應(yīng)用,要求同學(xué)們能根據(jù)圖象獲取有效信息,注意“桿模型”與“繩模型”的區(qū)別,繩子只能施加拉力,桿子既能施加拉力,也能施加支持力.

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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

19.在電荷量為Q的點(diǎn)電荷激發(fā)電場空間中,距Q為r處電勢表達(dá)式為φ=$\frac{kQ}{r}$,其中k為靜電力常量,取無窮遠(yuǎn)處為零電勢點(diǎn).今有一電荷量為Q的正點(diǎn)電荷,固定在空間中某處.一電荷量為q、質(zhì)量為m的負(fù)點(diǎn)電荷繞其做橢圓運(yùn)動(dòng),不計(jì)負(fù)點(diǎn)電荷重力.Q位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上,橢圓半長軸長為a,焦距為c,該點(diǎn)電荷動(dòng)能與系統(tǒng)電勢能之和表達(dá)式正確的是( 。
A.$\frac{kQq}{2a}$B.-$\frac{kQq}{2a}$C.-$\frac{kQq}{2({a}^{2}-{c}^{2})}$D.-$\frac{kQq}{2c}$

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.如圖所示,水平桌面AB離地高度為h=1.25m,AB兩端間距為L=3.2m,物塊在F=20N的水平拉力作用下從A端由靜止開始運(yùn)動(dòng),拉力F作用一段時(shí)間后撤去.已知該物塊可視為質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量m=2.0kg,與水平桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,水平地面上的C點(diǎn)到桌面B端的水平距離為s=1.0m,取g=10m/s2
(1)若物塊運(yùn)動(dòng)到B后做自由落體運(yùn)動(dòng),求拉力F作用的時(shí)間;
(2)若物塊恰好落在C點(diǎn),求物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的速度vB;
(3)求物塊做平拋運(yùn)動(dòng)的最遠(yuǎn)水平距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

17.如圖所示,一木板放在水平面上,板上固定一輕桿,一圓環(huán)套在桿上,環(huán)的下面用一輕繩吊一小球,現(xiàn)讓球沿桿向下滑動(dòng),木板始終保持靜止不動(dòng),懸掛球的繩子保持豎直,下列說法正確的是(  )
A.繩對(duì)球的拉力小于球的重力
B.桿對(duì)板的作用力豎直向下
C.環(huán)和球一起沿桿向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
D.環(huán)對(duì)桿的作用力使桿和板有向右滑動(dòng)的趨勢

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.下列所給的想象中能反映做直線運(yùn)動(dòng)的物體回到初始位置的是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

14.如圖甲所示,在豎直方向的磁場中,水平放置一個(gè)單匝金屬正方形線圈,線圈所圍面積為0.1m2,線圈電阻為1Ω.磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示,圖中虛線為4~6s初實(shí)線的切線,規(guī)定豎直向上磁場的正方向,規(guī)定從上往下看是順時(shí)針方向?yàn)榫圈中感應(yīng)電流i的正方向,則( 。
A.0~5s內(nèi)I的最大值為0.04 A
B.2~4內(nèi)線圈有擴(kuò)張的趨勢
C.4~6s內(nèi),通過線圈某截面的總電荷量為0.02C
D.0~2s內(nèi)I的方向先負(fù)方向后正方向

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖所示,R1、R2、R3、R4均為可變的電阻,C1、C2均為電容器,電源的電動(dòng)勢為E,內(nèi)阻r≠0,若改變四個(gè)電阻的一個(gè)阻值,則(  )
A.減小R1,C1、C2所帶的電量都增加B.增大R2,C1、C2所帶的電量都增加
C.增大R3,C1、C2所帶的電量都增加D.增大R4,C1、C2所帶的電量都增加

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.如圖所示,斜面固定在水平地面上,物體P,Q在力F作用下一起沿力F的方向做勻速運(yùn)動(dòng),則物體P受力個(gè)數(shù)為(  )
A.4B.5C.6D.7

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.如右圖所示,質(zhì)量為m的小球用水平彈簧系住,并用傾角為30°的光滑木板AB托住,小球恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).當(dāng)木板AB突然向下撤離的瞬間( 。
A.彈簧力大小為0
B.彈簧力大小為$\frac{{\sqrt{3}}}{3}$mg
C.小球的加速度大小為g,方向豎直向下
D.小球的加速度大小為$\frac{2\sqrt{3}}{3}$g,方向垂直木板向下

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