15．如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m的輕桿OA繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A端連著一個(gè)質(zhì)量為m=2kg的小球，取g=10m/s2，求：
（1）若在最低點(diǎn)時(shí)小球的速率為v=3m/s，則桿對(duì)小球的拉力F為多大；
（2）若在最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)小球的支持力為N=4N，則桿旋轉(zhuǎn)的角速度ω為多大．

分析 小球在細(xì)桿的作用下，在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．對(duì)最低點(diǎn)和最高點(diǎn)受力分析，找出提供向心力的來(lái)源，根據(jù)向心力公式列式即可求解．

解答 解：（1）小球在最低點(diǎn)，根據(jù)向心力公式得：
T-mg=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
解得：T=2×$\frac{9}{0.5}$+20=56N
（2）小球在最高點(diǎn)，根據(jù)向心力公式得：
mg-N=mω2L
解得：ω=4rad/s
答：（1）如果小球的速度為3m/s，在最低點(diǎn)時(shí)桿對(duì)小球的拉力為56N；
（2）如果在最高點(diǎn)桿對(duì)小球的支持力為4N，桿旋轉(zhuǎn)的角速度為4rad/s．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了向心力公式的直接應(yīng)用，知道桿子帶著在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)，桿子可能表現(xiàn)為拉力，也可能表現(xiàn)為推力，取決于速度的大小，在最低點(diǎn)，桿子只能表現(xiàn)為拉力

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

5．某課外小組為了研究“電瓶車下坡自發(fā)電”，設(shè)計(jì)了一模擬裝置，其工作原理如圖甲所示，MN、PQ為水平放置的足夠長(zhǎng)平行光滑導(dǎo)軌，導(dǎo)軌間的距離L為0.5m，導(dǎo)軌左端連接一個(gè)阻值為2Ω的電阻R，將一根質(zhì)量m為0.4kg的金屬棒cd垂直地放置在導(dǎo)軌上，且與導(dǎo)軌接觸良好，金屬棒的電阻r大小為0.5Ω，導(dǎo)軌的電阻不計(jì)，整個(gè)裝置放在方向垂直于導(dǎo)軌平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．現(xiàn)對(duì)金屬棒施加一水平向右的拉力F，使棒從靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度達(dá)到1m/s時(shí)，拉力的功率為0.4w，從此刻開(kāi)始計(jì)時(shí)（t=0）并保持拉力的功率恒定，經(jīng)過(guò)5.25s的時(shí)間金屬棒達(dá)到2m/s的穩(wěn)定速度．試求：
（1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小；
（2）從t=0～5.25s時(shí)間內(nèi)電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱；
（3）求出從t=0計(jì)時(shí)開(kāi)始后金屬棒的最大加速度大小，并在乙圖中粗略的畫出此過(guò)程中F隨t變化的圖象．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

6．體重50kg的小明乘坐電梯下樓時(shí)，其加速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示，g=9.8m/s2，則（　　）
A．t=1s時(shí)小明處于超重狀態(tài)B．地板對(duì)小明支持力的最大值為320N
C．t=2s時(shí)小明對(duì)地板的壓力為400ND．電梯下降過(guò)程中地板對(duì)人始終負(fù)功

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

3．如圖所示，足夠長(zhǎng)的“U”形光滑固定金屬導(dǎo)軌所在平面與水平面的夾角為θ=30°，其中導(dǎo)軌MN與導(dǎo)軌PQ平行且間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直；現(xiàn)使導(dǎo)體棒ab由靜止開(kāi)始沿導(dǎo)軌下滑并開(kāi)始計(jì)時(shí)（t=0），下滑過(guò)程中ab與兩導(dǎo)軌始終保持垂直且良好接觸，t時(shí)刻ab的速度大小為v，通過(guò)的電流為I；已知ab棒接入電路的電阻為R，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，重力加速度為g，則（　�。�
A．在時(shí)間t內(nèi)，ab可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B．t時(shí)刻ab的加速度大小為$\frac{1}{2}$g-$\frac{{B}^{2}{L}^{2}v}{mR}$
C．在時(shí)間t內(nèi)，通過(guò)ab某一橫截面的電荷量為It
D．若在時(shí)間t內(nèi)ab下滑的距離為s，則此過(guò)程中該電路產(chǎn)生的焦耳熱為$\frac{1}{2}$mgs-$\frac{1}{2}$mv2

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

10．如圖所示，當(dāng)汽車駛向一凸形橋時(shí)，為使在通過(guò)橋頂時(shí)，減小汽車對(duì)橋的壓力，司機(jī)應(yīng)（　�。�
A．增大速度快速通過(guò)橋頂B．以任何速度勻速通過(guò)橋頂都可以
C．以盡可能小的速度通過(guò)橋頂D．使通過(guò)橋頂?shù)南蛐募铀俣缺M可能小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

20．關(guān)于向心力的說(shuō)法中不正確的是（　　）
A．物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力不是恒力
B．向心力是指向圓心方向的合力，是根據(jù)力的作用效果命名的
C．向心力可以是重力、彈力、摩擦力等的合力，也可以是其中一種力或一種力的分力
D．向心力做功使物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：計(jì)算題

7．如圖所示，O、M、N為豎直放置的光滑細(xì)桿上的三個(gè)點(diǎn)，A、B兩點(diǎn)與O點(diǎn)處于同一水平線上，且OM=ON=OA=OB=0.4m．質(zhì)量為m=0.3kg的圓環(huán)穿在細(xì)桿上，兩根完全相同、原長(zhǎng)均為L(zhǎng)=0.4m的輕質(zhì)彈簧，一端與圓環(huán)相連，另一端分別固定在A、B兩點(diǎn)．現(xiàn)將圓環(huán)沿桿拉至M點(diǎn)由靜止釋放，當(dāng)圓環(huán)下滑到P點(diǎn)時(shí)速度最大，已知OP=0.3m，整個(gè)過(guò)程中彈簧都在彈性限度內(nèi)，重力加速度g=10m/s2．求：
（1）彈簧的勁度系數(shù)k；
（2）圓環(huán)經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速率v和加速度a的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

4．下列說(shuō)法中正確的是（　�。�
A．單擺振動(dòng)的周期與擺球質(zhì)量無(wú)關(guān)
B．發(fā)射無(wú)線電波時(shí)需要對(duì)電磁波進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)
C．光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光波是橫波
D．光纖通信和全息照相都利用了光的全反射原理
E．聲源與觀察者相互靠近時(shí)，觀察者接收的頻率大于聲源振動(dòng)的頻率

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

5．質(zhì)量為m的物塊沿著傾角為θ的固定粗糙斜面勻速下滑，已知重力加速度為g，則（　�。�
A．物塊對(duì)斜面的壓力大小為mgtanθB．物塊對(duì)斜面的摩擦力大小為mgtanθ
C．斜面對(duì)物塊的支持力大小為mgtanθD．斜面對(duì)物塊間的動(dòng)摩擦因素為tanθ

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