“太極球”是近年來在廣大市民中較流行的一種健身器材．做該項(xiàng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，健身者半馬步站立，手持太極球拍，拍上放一橡膠太極球，健身者舞動(dòng)球拍時(shí)，球卻不會(huì)掉落地上．現(xiàn)將太極球簡(jiǎn)化成如圖甲所示的平板和小球，熟練的健身者讓球在豎直面內(nèi)始終不脫離板而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且在運(yùn)動(dòng)到圖中的A、B、C、D位置時(shí)小球與板間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)．A為圓周的最高點(diǎn)，C為最低點(diǎn)，B、D與圓心O等高，圓的半徑為R．已知小球的重力為1 N，不計(jì)平板的重力，且在A處板對(duì)小球的作用力為F．

(1)設(shè)小球在A處的速度大小為v，寫出在A處板對(duì)小球的作用力與小球速度大小的關(guān)系式；

(2)求在C處板對(duì)小球的作用力比在A處大多少？

(3)當(dāng)球運(yùn)動(dòng)到B、D位置時(shí)，板與水平方向需有一定的夾角θ，才能使小球在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)作出tan θ－F的關(guān)系圖象．

 

(1)F＝m-mg (2)2N(3)如右圖

 

【解析】

試題分析：(1)由于小球在A處的速度大小為v，半徑為R

則在A處時(shí)有 F＋mg＝m ① 2分

(2)在C處時(shí)F′－mg＝m ② 1分

由①②式得ΔF＝F′－F＝2mg＝2 N 1分

(3)在A處時(shí)板對(duì)小球的作用力為F，球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力：F向＝F＋mg

由于無相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，在B處不受摩擦力作用，受力分析如圖所示．[]

則tan θ＝＝F＋1 1分

作出的tan θ－F的關(guān)系圖象如圖所示 2分

考點(diǎn)：考查了牛頓第二定律與圓周運(yùn)動(dòng)

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：2015屆四川省綿陽市高三一診模擬考試物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

（6分）在一次課外活動(dòng)中，某同學(xué)用圖甲所示裝置測(cè)量放在水平光滑桌面上鐵塊A與金屬板B間的動(dòng)摩擦因數(shù)。已知鐵塊A的質(zhì)量mA=1kg，金屬板B的質(zhì)量mB=0.5kg。用水平力F向左拉金屬板B，使其向左運(yùn)動(dòng)，當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)彈簧秤的示數(shù)如圖甲所示，則A、B間的摩擦力Ff=_______N，A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ= 。（g取10m/s2）。該同學(xué)還將紙帶連接在金屬板B的后面，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器連續(xù)打下一系列的點(diǎn)，測(cè)量結(jié)果如圖乙所示，圖中各計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s，可求得拉金屬板的水平力F= N

 

 

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科目：高中物理 來源：2015屆四川省成都市高新區(qū)高三9月月考物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，一根橡皮繩上端固定在天花板上，下端系一小球P，小球處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)對(duì)小球施加一個(gè)方向始終水平向右的外力F，使小球緩慢向右偏移，已知橡皮繩中的彈力與其伸長(zhǎng)量成正比，移動(dòng)中橡皮繩與豎直方向的夾角，且橡皮繩的伸長(zhǎng)量不超過彈性限度，則下面給出的橡皮繩伸長(zhǎng)量x與的函數(shù)關(guān)系圖像中，正確的是

 

 

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科目：高中物理 來源：2015屆吉林省公主嶺市高三上學(xué)期第二次月考物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，一條細(xì)繩跨過定滑輪連接物體A、B，A懸掛起來，B穿在一根豎直桿上，兩物體均保持靜止（不計(jì)繩與滑輪、B與豎直桿間的摩擦）。已知繩與豎直桿間的夾角為θ，則物體A、B的質(zhì)量之比mA∶mB等于（ ）

A.cosθ∶1 B.1∶cosθ C.tanθ∶1 D.1∶sinθ

 

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科目：高中物理 來源：2015屆吉林省公主嶺市高三上學(xué)期第二次月考物理試卷（解析版） 題型：選擇題

甲乙兩物體沿同一方向作直線運(yùn)動(dòng)，6s末在途中相遇，他們的速度圖像如圖所示，可以確定（ ）

A．t=0時(shí)甲在乙的前方27m處

B．t=0時(shí)乙在甲的前方27m處

C．6s之后兩物體不會(huì)再相遇

D．6s之后兩物體還會(huì)再相遇

 

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科目：高中物理 來源：2015屆北京市高三上學(xué)期第一次月考物理試卷（解析版） 題型：實(shí)驗(yàn)題

某同學(xué)在做“測(cè)量平拋運(yùn)動(dòng)的初速度”的課題研究時(shí)，在白紙上記錄了一段小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡和一條表示豎直方向的直線，然后在這張白紙上覆蓋了一張透明的方格紙，如圖所示。他測(cè)出小方格的邊長(zhǎng)為l0，又透過方格紙?jiān)谛∏虻倪\(yùn)動(dòng)軌跡上取了a、b、c三個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，由此可知小球從a點(diǎn)到b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間__________(填：大于、小于、等于)小球從b點(diǎn)到c點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間，小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為___________．(已知重力加速度為g)

 

 

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科目：高中物理 來源：2015屆北京市高三上學(xué)期第一次月考物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，一個(gè)小球沿豎直固定的光滑圓形軌道的內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，圓形軌道的半徑為R，小球可看作質(zhì)點(diǎn)，則關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是

A．小球的線速度方向時(shí)刻在變化，但總在圓周切線方向上

B．小球通過最高點(diǎn)的速度可以等于0

C．小球線速度的大小可以小于

D．小球線速度的大小總大于或等于

 

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科目：高中物理 來源：2015屆北京市海淀區(qū)高三上學(xué)期期中練習(xí)物理試卷（解析版） 題型：選擇題

如圖所示，甲同學(xué)用手拿著一把長(zhǎng)50cm的直尺，并使其處于豎直狀態(tài)；乙同學(xué)把手放在直尺0刻度線位置做抓尺的準(zhǔn)備。某時(shí)刻甲同學(xué)松開直尺，直尺保持豎直狀態(tài)下落，乙同學(xué)看到后立即用手抓直尺，手抓住直尺位置的刻度值為20cm；重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)，乙同學(xué)第二次手抓住直尺位置的刻度值為10cm。直尺下落過程中始終保持豎直狀態(tài)。若從乙同學(xué)看到甲同學(xué)松開直尺，到他抓住直尺所用時(shí)間叫“反應(yīng)時(shí)間”，取重力加速度g=10m/s2。則下列說法中正確的是

A．乙同學(xué)第一次的“反應(yīng)時(shí)間”比第二次長(zhǎng)

B．乙同學(xué)第一次抓住直尺之前的瞬間，直尺的速度約為4m/s

C．若某同學(xué)的“反應(yīng)時(shí)間”大于0.4s，則用該直尺將無法用上述方法測(cè)量他的“反應(yīng)時(shí)間”

D．若將尺子上原來的長(zhǎng)度值改為對(duì)應(yīng)的“反應(yīng)時(shí)間”值，則可用上述方法直接測(cè)出“反應(yīng)時(shí)間”

 

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科目：高中物理 來源：2015屆云南省景洪市高三第一次月考物理試卷（解析版） 題型：選擇題

籃球運(yùn)動(dòng)員通常伸出雙手迎接傳來的籃球．接球時(shí)，兩手隨球迅速收縮至胸前．這樣做可以( )

A．減小球?qū)κ值臎_量 B．減小球?qū)κ值臎_擊力

C．減小球的動(dòng)量變化量 D．減小球的動(dòng)能變化量

 

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同步練習(xí)冊(cè)答案