13．如圖，支架質(zhì)量為M，置于水平地面上．軸O處有一長為L的桿（質(zhì)量不計），桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的小球．使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，支架保持靜止．若小球到達最高點時支架對地面的壓力恰好為0，求，小球通過最高點速度的大��？

分析 小球到達最高點時，恰好支架對地面無壓力為零，說明桿對支架的拉力為Mg，則桿對小球的作用力為Mg，根據(jù)合外力提供小球圓周運動的向心力，根據(jù)牛頓第二定律列式求解小球通過最高點的速度．

解答 解：設(shè)小球通過最高點時，桿子的拉力大小為F，小球速度為v，
以M為研究對象，支架對地面無壓力為零，則F=Mg…①
以m為研究對象，由牛頓第二定律得：F+mg=m$\frac{{v}^{2}}{L}$…②
由①②解得 v=$\sqrt{\frac{（M+m）gL}{m}}$
答：小球通過最高點速度的大小為$\sqrt{\frac{（M+m）gL}{m}}$．

點評 此題關(guān)鍵正確分析小球做圓周運動的向心力來源，并根據(jù)向心力公式和牛頓第二定律公式列式求解．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．根據(jù)前人研究的成果，火星和地球沿著各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據(jù)開普勒行星運動定律以及能量方面的相關(guān)知識可以判定下屬選項正確的是：（已知行星引力勢能的表達式為EP=-$\frac{GMm}{r}$，其中M和m分別為太陽和行星的質(zhì)量，r為太陽和行星之間的距離），（　�。�
A．太陽位于火星運行軌道的中心
B．當它們由各自的近日點運動到遠日點時，它們（與太陽組成的系統(tǒng)）的引力勢能都要增大
C．當它們由各自的近日點運動到遠日點時，動能都要減小，所以它們（與太陽組成的系統(tǒng)）的機械能也要減小
D．如果采用理想化模型法將兩個行星的運動軌跡看成正圓的話，它們運行時各自的向心加速度一定相同

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

4．如圖所示，兩梯形木塊A、B疊放在水平地面上，A、B之間的接觸面光滑傾斜．連接A與天花板之間的細繩沿豎直方向．關(guān)于兩木塊的受力，下列說法正確的（　�。�
A．木塊A受二個力作用
B．木塊A可能受四個力作用
C．木塊B可能受到地面的摩擦力作用
D．B受到地面的支持力一定等于木塊B的重力

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

1．總質(zhì)量為24kg的探空氣球以2m/s的速度勻速上升，升到150m高空時從氣球上落下一個質(zhì)量為4kg的小物體．若氣球的體積保持不變，空氣對氣球和小物體的阻力忽略不計，從小物體離開氣球時算起，5s末氣球和小物體離地面的高度分別為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．下列單位：①m；②N；③s；④J；⑤m/s；⑥m/s2；⑦kg中，屬于國際單位制的基本單位的是（　�。�
A．①③B．都是C．①③⑦D．只有⑥不是

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

18．某同學在做“驗證力的平行四邊形定則”實驗時，根據(jù)測量結(jié)果在白紙上畫出如圖1所示的圖，其中O為橡皮筋與細繩的結(jié)點．

（1）圖中的F是F1和F2的合力的理論值；F′是F1和F2的合力的實際測量值．
（2）本實驗采用的科學方法是B（填字母代號）
A．理想實驗法   B．等效替代法
C．控制變量法     D．建立物理模型法
（3）有同學利用如圖2的裝置來驗證力的平行四邊形定則：在豎直木板上鋪有白紙，固定兩個光滑的滑輪A和B，將繩子打一個結(jié)點O，每個鉤碼的質(zhì)量相等，當系統(tǒng)達到平衡時，根據(jù)鉤碼個數(shù)讀出三根繩子的拉力TOA、TOB和TOC，改變鉤碼個數(shù)，實驗不能完成的是A
A．鉤碼的個數(shù)N1=N2=2，N3=4
B．鉤碼的個數(shù)N1=N3=3，N2=4
C．鉤碼的個數(shù)N1=N2=N3=4
D．鉤碼的個數(shù)N1=3，N2=4，N3=5．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．用如圖所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律．實驗所用的電源為學生電源，輸出電壓為6V的交流電和直流電兩種．重錘從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機械能守恒定律．
（1）下面列舉了該實驗的幾個操作步驟：
A．按照圖示的裝置安裝器件；
B．將打點計時器接到電源的“直流輸出”上；
C．用天平測出重錘的質(zhì)量；
D．先釋放紙帶，再接通電源，打出一條紙帶；
E．用秒表測出重錘下落的時間；
F．測量紙帶上某些點間的距離；
G．根據(jù)測量的結(jié)果計算重錘下落過程中減少的重力勢能是否等于增加的動能．
其中沒必要進行的步驟是CE（填選項）；其中操作錯誤的步驟是BD（填選項）．
（2）在實驗中，重錘的質(zhì)量 m=1kg，重錘自由下落得到如圖所示的紙帶，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為 0.04s．那么從打點計時器打下起點 P 到打下 B 點的過程中，物體重力勢能的減少量△Ep=2.28 J，此過程中物體動能的增加量△Ek=2.26 J．（取g=9.8m/s2，結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（3）用v表示各計數(shù)點的速度，h表示各計數(shù)點到P點的距離，以$\frac{{v}^{2}}{2}$為縱軸，以h為橫軸，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出$\frac{{v}^{2}}{2}$-h的圖線，若圖線的斜率等于某個物理量的數(shù)值時，說明重物下落過程中機械能守恒，該物理量是當?shù)刂亓铀俣萭．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

2．如圖所示，光滑桿上套有一質(zhì)量為M的小環(huán)，長L的細線一端系在環(huán)上另一端系一質(zhì)量為m的小球，細線與豎直方向夾角為θ，開始系統(tǒng)由靜止釋放小球，當小球運動到最低點時，小環(huán)的位移多大（　　）
A．$\frac{m}{M}$LB．$\frac{M}{M+m}$LsinθC．$\frac{m}{M}$LsinθD．$\frac{m}{M+m}$Lsinθ

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．質(zhì)量為2kg的物體，同時受到3N和4N的兩個共點力的作用，則物體的加速度不可能是（　�。�
A．0.5m/s2B．2.5m/s2C．2m/s2D．4m/s2

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