15．如圖所示，一條長為L的輕繩的上端固定，下端栓一質(zhì)量為m的小球，給小球一個初速度使它在水平面內(nèi)做勻速圓周運動．若繩與豎直方向的夾角為α，試分析小球所受向心力大小及其線速度．

分析 向心力是根據(jù)效果命名的力，可以是幾個力的合力，也可以是某個力的分力，對物體受力分析時不能把向心力作為一個力分析，擺球只受重力和拉力作用；擺球做圓周運動所需要的向心力是重力沿水平方向指向圓心的分力提供的，可以根據(jù)牛頓第二定律和向心力列式求出向心力和線速度．

解答 解：小球只受重力和繩的拉力作用，二者合力沿水平方向指向圓心，提供向心力；
根據(jù)幾何關(guān)系可知：向心力大小為：Fn=mgtanα；
小球做圓周運動的半徑為：r=Lsinα，
則由牛頓第二定律得：
mgtanα=m$\frac{{v}^{2}}{r}$，
解得：v=$\sqrt{gLsinα•tanα}$
答：球所受向心力大小是mgtanα，其線速度是$\sqrt{gLsinα•tanα}$．

點評 該題為圓錐擺模型，對于向心力，要知道它是效果力，它由某一個力充當，或幾個力的合力提供，它不是性質(zhì)的力，分析物體受力時不能分析向心力．同時，還要清楚向心力的不同的表達式．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

8．在做“研究平拋運動”的實驗時，讓小球多次沿同一軌道運動，通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡．
（1）為了能較準確地描繪運動軌跡，下面列出了一些操作要求，將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上AC．
A．通過調(diào)節(jié)使斜槽的末端保持水平
B．每次釋放小球的位置可以不同
C．每次必須由靜止釋放小球
D．記錄小球位置用的鉛筆每次必須嚴格地等距離下降
（2）作出平拋運動的軌跡后，為算出其初速度，實驗中需測量的數(shù)據(jù)有小球從原點到某時刻的水平位移x和小球從原點到某時刻的豎直位移y．其初速度的表達式為v0=$x\sqrt{\frac{g}{2y}}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．將一薄鋼條的下端固定，如圖所示，分別用不同的力推它F1=F3=F4＞F2，使其發(fā)生A、B、C、D各圖中所示的形變，則（　�。�
A．對比圖A和B說明力的作用效果與力的大小有關(guān)
B．對比圖B和D說明力的作用效果與力的作用點有關(guān)
C．對比圖A和D說明力的作用效果與力的大小有關(guān)
D．對比圖C和D只說明力的作用效果與力的方向有關(guān)

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．A、D分別是斜面的頂端、底端，B、C是斜面上的兩個點，AB=BC=CD，E點在D點的正上方，與A等高．從E點以不同的水平速度拋出質(zhì)量相等的兩個小球，球1落在B點，球2落在C點，兩球從拋出到落在斜面上的運動過程中的說法正確的是（　�。�
A．球1和球2動能增加量之比為1：2
B．球1和球2運動時的加速度大小之比為1：2
C．球1和球2拋出時初速度大小之比為2：1
D．球1和球2運動的時間之比為1：2

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

10．如圖所示，長2m的木板AB靜止在粗糙水平地面上，C為其中點．木板上表面AC部分光滑，CB部分粗糙，下表面與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ1=0.1．木板右端靜止放置一個小物塊（可視為質(zhì)點），它與木板CB部分的動摩擦因數(shù)μ2=0.2．已知木板和小物塊的質(zhì)量均為2kg，重力加速度g取10m/s2．現(xiàn)對木板施加一個水平向右的恒力F．
（1）為使小物塊與木板保持相對靜止，求恒力的最大值Fm；
（2）當F=20N時，求小物塊經(jīng)多長時間滑到木板中點C．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．如圖是交流發(fā)電機模型示意圖．在磁感應強度B=1T的勻速磁場中，單匝的矩形線圈繞垂直于磁感線的軸OO′轉(zhuǎn)動，線圈的兩端通過滑環(huán)、電刷與R=8Ω的電阻形成閉合電路．已知線圈電阻r=2Ω，ab長度L1=20m，bc長度L2=10cm，當線圈以=100πrad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動時，求：
（1）線圈中感應電動勢的最大值Eω；
（2）從線圈處于圖示位置（中性面）開始計時，寫出線圈中感應電動勢瞬時值的表達式；
（3）電路中電流表的示數(shù)．

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

7．如圖所示，水面下有一光源S，它發(fā)出的光由兩個單一頻率的光組成．現(xiàn)有它發(fā)出的一束光線在水面上的A點發(fā)生折射，分成a、b兩束光，其中b（填“a”或“b”）光頻率較高；如果逐漸增大入射光的入射角．b（填“a”或“b”）光先發(fā)生全反射；在干涉實驗中，a、b兩束光分別通過兩個相同的干涉裝置，a光的條紋間距大于（填“大于”、“小于”或“等于”）b光的條紋間距．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

4．用雙縫干涉測光的波長．實驗裝置如圖1所示，已知單縫與雙縫間的距離L1=100mm，雙縫與屏的距離L2=600mm，單縫寬d1=0.10mm，雙縫間距d2=0.20mm．用測量頭來測量光屏上干涉亮條紋到中心的距離．測量頭由分劃板、目鏡、手輪等構(gòu)成，轉(zhuǎn)動手輪，使分劃板左右移動，讓分劃板的中心刻線對準屏上亮紋的中心，（如圖2所示），記下此時手輪上的讀數(shù)為0.640mm，轉(zhuǎn)動測量頭，使分劃板中心刻線對準第7條亮紋的中心（如圖3所示）記下此時手輪上的讀數(shù)10.295mm．由此可以計算出這次實驗中所測得的單色光的波長5.4×10-7m（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）在本實驗中如果增大雙縫與屏的距離則光屏上得到的條紋間距增大（填增大、減小或不變）．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．一質(zhì)量m=0.1kg的物塊放在水平圓盤上，木塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)μ=0.5，木塊與圓盤中心用勁度系數(shù)k=5N/m的彈簧相連，彈簧原長L0=5cm，要使木塊與圓盤保持相對靜止，則以下兩種情況下圓盤的角速度大小范圍：
（1）木塊放在距圓盤中心r1=5cm處；
（2）彈簧形變量△x=2cm時．（彈簧彈性限度內(nèi)）

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