（16分）如圖所示，半徑為、質(zhì)量為m的小球用兩根不可伸長的輕繩a、b連接，兩輕繩的另一端系在一根豎直桿的A、B兩點(diǎn)上，A、 B兩點(diǎn)相距為l，當(dāng)兩輕繩伸直后，A、B兩點(diǎn)到球心的距離均為l。當(dāng)豎直桿以自己為軸轉(zhuǎn)動并達(dá)到穩(wěn)定時（細(xì)繩a、b與桿在同一豎直平面內(nèi)）。求：

（1）豎直桿角速度ω為多大時，小球恰離開豎直桿?
（2）輕繩a的張力Fa與豎直桿轉(zhuǎn)動的角速度ω之間的關(guān)系。

（1）  
（2） ①時，②時， ③時，

解析試題分析：（1）小球恰好離開豎直桿時，小球與豎直桿間的作用力為零，此時輕繩a與豎直桿間的夾角為α，由題意可知   (1分)
沿半徑： (1分)    垂直半徑： (1分)
聯(lián)立解得 (1分)
（2）由（1）可知時， (2分)
若角速度再增大，小球?qū)㈦x開豎直桿，在輕繩b恰好伸直前，設(shè)輕繩與豎直桿的夾角為β，此時小球做圓周運(yùn)動的半徑為 (1分)  沿半徑： (1分)    垂直半徑： (1分)
聯(lián)立解得 (1分)
當(dāng)輕繩恰好伸直時，，此時 (1分)
故有，此時 (1分)
若角速度再增大，輕繩b拉直后，小球做圓周運(yùn)動的半徑為 (1分)
沿半徑： (1分)
垂直半徑： (1分)
聯(lián)立解得，此時 （1分）
考點(diǎn)：本題考查圓周運(yùn)動中向心力公式的應(yīng)用，關(guān)鍵在于分析出轉(zhuǎn)速增大過程中的臨界狀態(tài)并確定向心力的來源，再結(jié)合向心力公式求解．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，一帶電小球質(zhì)量為m，以初速度v0沿與水平方向成45º角斜向上進(jìn)入一個足夠大的勻強(qiáng)電場中，勻強(qiáng)電場的方向水平向左，電場強(qiáng)度為E，已知重力加速度為ｇ，要使小球在電場中做直線運(yùn)動.問:
 
(1)小球應(yīng)帶何種電荷? 電荷量是多少?
(2)在入射方向上小球的最大位移是多少?

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（12分）如圖所示，質(zhì)量M＝400g的劈形木塊B上疊放一木塊A，A的質(zhì)量為m＝200g。A、B一起放在斜面上，斜面傾角θ＝37°，B的上表面呈水平，B與斜面之間及B與A之間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.2。當(dāng)B受到一個F＝5.76N的沿斜面向上的作用力時，A相對B靜止，并一起沿斜面向上運(yùn)動。
（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）

求：（1）B的加速度大��；
（2）A受到的摩擦力及A對B的壓力大小。   

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

（17分）如圖所示，真空中的矩形abcd區(qū)域內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場，半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)同時存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，圓形邊界分別相切于ad、bc邊的中點(diǎn)e、f。一帶電粒子以初速度v0沿著ef方向射入該區(qū)域后能做直線運(yùn)動；當(dāng)撤去磁場并保留電場，粒子以相同的初速度沿著ef方向射入恰能從c點(diǎn)飛離該區(qū)域。已知，忽略粒子的重力。求：

（1）帶電粒子的電荷量q與質(zhì)量m的比值；
（2）若撤去電場保留磁場，粒子離開矩形區(qū)域時的位置。

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(11分)如圖甲所示，質(zhì)量為m＝1kg的物體置于傾角為θ＝37°的固定斜面上（斜面足夠長），對物體施加平行于斜面向上的恒力F，作用時間t1＝1s時撤去拉力，物體運(yùn)動的部分v—t圖像如圖乙所示，取g=10m/s2，試求：

（1）拉力F的大小和斜面的動摩擦因數(shù)；
（2）求拉力F對物體所做的功

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(10分)如圖所示，五塊完全相同的長木板依次緊挨著放在水平地面上，每塊木板的長度L=0.5m，質(zhì)量m=0.6kg。一質(zhì)量M=1kg的小物塊以=3m/s水平速度從第一塊長木板的最左端滑入。已知小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)，長木板與地面間的動摩擦因數(shù)，設(shè)最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等。重力加速度g取。求：
 
(1)小物塊滑至第四塊長木板時，物塊與第四塊長木板的加速度分別為多大？
(2)物塊在整個運(yùn)動過程中相對出發(fā)點(diǎn)滑行的最大距離？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

(16分) 如圖所示，ABC是固定在豎直平面內(nèi)的絕緣圓弧軌道，圓弧半徑為．A點(diǎn)與圓心O等高，B、C點(diǎn)處于豎直直徑的兩端．PA是一段絕緣的豎直圓管，兩者在A點(diǎn)平滑連接，整個裝置處于方向水平向右的勻強(qiáng)電場中．一質(zhì)量為、電荷量為的小球從管內(nèi)與C點(diǎn)等高處由靜止釋放，一段時間后小球離開圓管進(jìn)入圓弧軌道運(yùn)動．已知勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度（為重力加速度），小球運(yùn)動過程中的電荷量保持不變，忽略圓管和軌道的摩擦阻力．求：

(1）小球到達(dá)B點(diǎn)時速度的大�。�
(2）小球到達(dá)B點(diǎn)時對圓弧軌道的壓力；
(3）小球在圓弧軌道運(yùn)動過程中速度最大為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：計算題

如圖所示，AB是豎直光滑的1/ 4圓軌道，下端B點(diǎn)與水平傳送帶左端相切，傳送帶向右勻速運(yùn)動。甲和乙是可視為質(zhì)點(diǎn)的相同小物塊，質(zhì)量均為0.2kg，在圓軌道的下端B點(diǎn)放置小物塊甲，將小物塊乙從圓軌道的A端由靜止釋放，甲和乙碰撞后粘合在一起，它們在傳送帶上運(yùn)動的v-t圖像如圖所示。g=10m/s2，求：

（1）甲乙結(jié)合體與傳送帶間的動摩擦因素
（2）圓軌道的半徑

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