【題目】一細桿與水桶相連,水桶中裝有水,水桶與細桿一起在豎直平面內做圓周運動,如圖所示,水的質量m=0.5kg,水的重心到轉軸的距離l=50cm。(取g=10m/s2,不計空氣阻力)
⑴若在最高點水不流出來,求桶的最小速率;
⑵若在最高點水桶的速率v=3m/s,求水對桶底的壓力。
【答案】⑴桶的最小速率為2.42m/s;⑵水對桶底的壓力為5N
【解析】試題分析:分別以水桶和桶中的水為研究對象,對它們進行受力分析,找出它們做圓周運動所需向心力的來源,根據牛頓運動定律建立方程即解。
⑴以水桶中的水為研究對象,在最高點恰好不流出來,說明水
的重力恰好提供其做圓周運動所需的向心力,此時桶的速率最小。
此時有:
mg=m; 則所求的最小速率為:v0==m/s=2.42m/s
⑵在最高點,水所受重力mg的方向豎直向下,此時水具有向下的向心加速度,處于失重狀態(tài),其向心加速度的大小由桶底對水的壓力和水的重力決定。
由向心力公式F=m可知,當v增大時,物體做圓周運動所需的向心力也隨之增大,由于
v=3m/s>v0=2.42m/s,因此,當水桶在最高點時,水所受重力已不足以水做圓周運動所需的向心力,
此時桶底對水有一向下的壓力,
設為FN,則由牛頓第二定律有:
FN+mg=m; ∴FN=m-mg
代入數據可得FN=5N。
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【題目】下列對曲線運動的理解正確的是( )
A. 物體做曲線運動時,加速度一定變化 B. 做曲線運動的物體不可能受恒力作用
C. 曲線運動可以是勻變速曲線運動 D. 做曲線運動的物體,速度的大小可以不變
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【題目】關于第一宇宙速度,下列說法正確的是( )
A. 它是人造地球衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運動的最大速度。
B. 它是人造地球衛(wèi)星在圓形軌道上的最小運行速度。
C. 它是能使衛(wèi)星繞地球運行的最小發(fā)射速度。
D. 它是人造衛(wèi)星繞地球作橢圓軌道運行時在近地點的速度。
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【題目】釷具有放射性,它能放出一個新的粒子而變?yōu)殓h,同時伴隨有γ射線產生,其方程為,釷的半衰期為24天。則下列說法中正確的是( )
A. 一塊純凈的釷234礦石經過24天,礦石的質量僅剩下原來質量的一半
B. x是釷核中的一個中子轉化成一個質子時產生的
C. γ射線是釷原子核發(fā)生衰變后產生的鏷234的原子核釋放的
D. γ射線具有很強的電離作用,對人體細胞破壞能力較大
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【題目】一個靜止的鈾核(原子質量為232.0372u)放出一個α粒子(原子質量為4.0026u)后衰變成釷核 (原子質量為228.0287u)。(已知:原子質量單位1u=1.67×10—27kg,1u相當于931MeV)
(1)寫出核衰變反應方程;
(2)算出該核衰變反應中釋放出的核能;
(3)假設反應中釋放出的核能全部轉化為釷核和α粒子的動能,則釷核獲得的動能有多大?
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【題目】傳送帶是應用廣泛的一種傳動裝置。在一水平向右勻速運動的傳送帶的左端A點,每隔相同的時間T,輕放上一個相同的工件。已知工件與傳送帶間動摩擦因數為μ,工件質量為m。經測量,發(fā)現前面那些已經和傳送帶達到相同速度的工件之間的距離均為L。已知重力加速度為g,下列判斷正確的有
A. 傳送帶的速度大小為
B. 工件在傳送帶上加速時間為
C. 每個工件與傳送帶間因摩擦而產生的熱量為
D. 傳送帶因傳送每一個工件而多消耗的能量為
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【題目】用單擺測重力加速度的實驗中,組裝單擺時,在擺線上端的懸點處,用一塊開有狹縫的橡皮夾牢擺線,再用鐵架臺的鐵夾將橡皮夾緊.如圖1所示.
(1)這樣做的目的是__
A.保證擺動過程中擺長不變
B.可使周期測量得更加準確
C.使擺長不可調節(jié)
D.保證擺球在同一豎直平面內擺動
(2)下列振動圖象真實地描述了對擺長約為1m的單擺進行周期測量得四種操作過程,圖象橫坐標原點表示計時開始,ABCD均為30次全振動的圖象,已知sin5°=0.087,sin15°=0.26,這四種操作過程合乎實驗要求且誤差最小的是__
(3)某小組發(fā)現單擺靜止時擺球重心在球心的正下方,但仍將懸點到球心的距離當成擺長L,通過改變擺線長度,測得6組L和對應的周期T,畫出圖象L﹣T2,選取A、B兩點,坐標如圖2.則重力加速度的表達式g=_____,此得到的結果與擺球重心在球心處相比,將______(選填“偏大”、“偏小”或“相同”).
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【題目】測定木塊與長木板之間的動摩擦因數。
測定木塊與水平長木板之間的動摩擦因數,通常需要測力計。如果沒有測力計,能否測出它們之間的動摩擦因數呢?某實驗小組根據轉換測量的方法,測出了木塊與長木板之間的動摩擦因數。測量的步驟和方法如圖所示:
①如圖a,測出輕彈簧的自然長度l0
②如圖b,將木塊懸掛在彈簧的下端,靜止時測出彈簧的長度l1
③如圖c,將長木板固定在水平面上,用彈簧拉動木塊在長木板上勻速運動,測出彈簧長度l2
(1)根據測出的物理量,請你寫出動摩擦因數的表達式__________。
寫出推導過程:
(2)在實驗中同學們發(fā)現:如果按圖d的方法,將彈簧一端連接木塊,一端固定在豎直墻壁上,拉動長木板水平運動,測出彈簧長度l3,同樣可以求得動摩擦因數 。
比較圖c和圖d的兩種方法,你認為圖________方法更好,原因是____________。
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