10．如圖所示，有一內(nèi)壁光滑的試管裝有一小球（直徑略小于試管內(nèi)徑），試管的開口端封閉后安裝在水平軸O上，讓試管在豎直平面勻速轉(zhuǎn)動．當(dāng)轉(zhuǎn)動的角速度ω=20rad/s時，試管底部受到小球的壓力的最大值為最小值的3倍，g取10m/s2．
（1）求轉(zhuǎn)動軸到管底小球的距離．
（2）若小球質(zhì)量為0.1kg，在轉(zhuǎn)軸與小球之間連接一輕桿．求當(dāng)轉(zhuǎn)速ω0=10rad/s時，小球在最高點時，受到輕桿的作用力大小．

分析 （1）當(dāng)小球在最低點時，小球?qū)艿椎膲毫ψ畲�，在最高點時，小球?qū)艿椎膲毫ψ钚。鶕?jù)牛頓第二定律，通過壓力的關(guān)系，求出角速度的大�。�
（2）小球運動到最高點時受到重力與輕桿的彈力，假設(shè)桿子的彈力方向向上，根據(jù)向心力公式求解．

解答 解：（1）在最低點時，根據(jù)牛頓第二定律有：N1-mg=mrω2，
解得：N1=mg+mrω2．
在最高點，根據(jù)牛頓第二定律有：N2+mg=mrω2，
解得：N2=mrω2-mg
因為N1=3N2
聯(lián)立三式，代入數(shù)據(jù)解得：
r=0.05m．
（2）小球運動到最高點時受到重力與輕桿的彈力，假設(shè)桿子的彈力方向向上為FN，根據(jù)合力提供向心力有：
mg-FN=m${{ω}_{0}}^{2}r$
即：FN=mg-m${{ω}_{0}}^{2}r$=1-0.1×100×0.05=0.5N．
答：（1）轉(zhuǎn)動軸到管底小球的距離為0.05m；
（2）當(dāng)轉(zhuǎn)速ω0=10rad/s時，小球在最高點時，受到輕桿的作用力大小為0.5N．

點評 解決本題的關(guān)鍵知道向心力的來源，結(jié)合牛頓第二定律進行求解，知道在最高點壓力最小，在最低點壓力最大，難度適中．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：多選題

20．如圖所示，地球繞地軸OO′作勻速轉(zhuǎn)動，在地球表面上A、B、C三點，其緯度分別是60°、0°、30°，不考慮地球的公轉(zhuǎn)，則（　　）
A．A、B、C三點的周期之比為1：1：1B．A、B、C三點的角速度之比為1：2：1
C．A、B、C三點的線速度之比為1：2：$\sqrt{3}$D．A、B、C三點的線速度之比為1：2：3

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

1．現(xiàn)有一攝像機電池，無法從標(biāo)簽上看清其電動勢等數(shù)據(jù)．現(xiàn)進行如下實驗操作：
（1）選取多用電表的直流電壓10V擋，將兩表筆直接接到電池的正、負(fù)兩極，指針偏轉(zhuǎn)情況如圖1，由此可知其電動勢約為7.2V．是否可以利用多用電表的歐姆擋直接粗測其內(nèi)阻，答：不可以（選填“可以”或“不可以”）

（2）現(xiàn)要更加準(zhǔn)確測量其電動勢和內(nèi)電阻，實驗室備有下列器材：
A．電流表（量程0.6A，內(nèi)阻為3Ω）
B．電壓表（量程3V，內(nèi)阻為3kΩ）
C．電壓表（量程30V，內(nèi)阻為30kΩ）
D．定值電阻R1=500Ω
E．定值電阻R2=5000Ω
F．滑動變阻器（阻值范圍0～30Ω）
G．開關(guān)及導(dǎo)線
①該實驗中電壓表應(yīng)選B，定值電阻應(yīng)選E（均選填選項前的字母序號）．
②在圖2方框中畫出實驗電路圖，并將圖3實物連線圖補充完整．

③若將滑動變阻器滑到某一位置，讀出此時電壓表讀數(shù)為U，電流表讀數(shù)為I，則電源電動勢和內(nèi)阻間的關(guān)系式為$\frac{8}{3}U+（1+\frac{U}{3000}）r$．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

18．如圖甲所示的裝置叫做阿特伍德機，是英國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家阿特伍德創(chuàng)制的一種著名力學(xué)實驗裝置，用來研究勻變速直線運動的規(guī)律．某同學(xué)對該裝置加以改進后用來驗證機械能守恒定律，如圖乙所示
實驗時，該同學(xué)進行了如下操作：
①第一步：將質(zhì)量均為M （A的含擋光片、B的含掛鉤）的重物A、B用繩連接后，跨放在定滑輪上，處于靜止?fàn)顟B(tài)，測量出擋光片的中心（填“A的上表面”、“A的下表面”或“擋光片中心”）到光電門中心的豎直距離h
第二步：在B的下端掛上質(zhì)量為m的物塊C，讓系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）中的物體由靜止開始運動，光電門記錄擋光片擋光的時間為t
第三步：測出擋光片的寬度d，計算有關(guān)物理量，驗證機械能守恒定律．
②如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機械能守恒（已知重力加速度為g），各物理量應(yīng)滿足的關(guān)系式為mgh=$\frac{9oremo6^{2}}{{2t}^{2}}$（2M+m）（用題中所給字母表示）
③該實驗存在系統(tǒng)誤差，產(chǎn)生誤差的原因是繩子有一定的質(zhì)量、或滑輪與繩子之間有摩擦、或重物運動受到空氣阻力等（寫出兩條即可）
④驗證實驗結(jié)束后，該同學(xué)突發(fā)奇想：如果系統(tǒng)（重物A、B以及物塊C）的機械能守恒，不斷增大物塊C的質(zhì)量m，重物B的加速度a也將不斷增大，那么a與m之間有怎樣的定量關(guān)系？已知重力加速度為g，請你幫該同學(xué)寫出a與m、M之間的關(guān)系式：$\frac{mg}{2M+m}$．

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科目：高中物理 來源： 題型：實驗題

5．小洪和小金同學(xué)準(zhǔn)備用傳感器測一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻，在實驗室領(lǐng)取了多量程電流傳感器和多量程電壓傳感器及其它所需的實驗器材．

（1）傳感器均有3檔量程，如圖甲所示，電流傳感器（-20mA～20mA，-200mA～200mA，-2A～2A）和電壓傳感器（-0.2V～0.2V，-2V～2V，-20V～20V），根據(jù)實驗要求，電流傳感器應(yīng)該選擇-2A～2A檔．
（2）實驗中采用如圖乙所示的電路，圖丙是實驗時的實物圖，通過實驗得到如下表所示的數(shù)據(jù)：
序號1234567891011
電流（A）0.060.070.080.090.100.120.140.150.190.220.27
電壓（V）1.1971.1681.1541.1281.1101.0701.0200.9850.9230.8600.757
①利用表格的數(shù)據(jù)，電腦添加一條趨勢線后，得到如圖丁所示的圖象．根據(jù)圖象可得出干電池的電動勢E=1.3V；內(nèi)阻r=2.1Ω（結(jié)果均保留2位有效數(shù)字）

②小金覺得這樣的實驗結(jié)果可能存在比較大的實驗誤差，為了判斷自己的猜測，他又利用多用電表進行了測量，其結(jié)果如圖戊所示，則該多用表的讀數(shù)為1.50V．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．某物體速度為v0的加速直線運動，其加速度隨位移變化的a-x圖線如圖所示，類比研究勻變速直線運動位移的方法，可知當(dāng)物體通過位移為x0時的速度大小為（　　）
A．$\sqrt{{v}_{0}^{2}+\frac{1}{2}（{a}_{1}+{a}_{2}）{x}_{0}}$B．$\sqrt{{v}_{0}^{2}+2（{a}_{1}+{a}_{2}）{x}_{0}}$
C．$\sqrt{{v}_{0}^{2}+（{a}_{1}+{a}_{2}）{x}_{0}}$D．$\sqrt{2{v}_{0}^{2}+2（{a}_{1}+{a}_{2}）{x}_{0}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

2．極地衛(wèi)星的運行軌道平面通過地球的南北兩極（軌道可視為圓軌道）．如圖所示，若某極地衛(wèi)星從北緯60°的正上方按圖示方向第一次運行至北緯30°正上方所用時間為t．已知地球半徑為R（地球可看作球體），地球表面的重力加速度為g．由以上條件可求得．
A．衛(wèi)星運行的角速度為$\frac{π}{3t}$
B．衛(wèi)星運行的角速度為$\frac{π}{6t}$
C．衛(wèi)星距地面的高度為$\root{3}{\frac{36g{R}^{2}{t}^{2}}{{π}^{2}}}$-R
D．衛(wèi)星距地面的高度為$\root{3}{\frac{36g{R}^{2}{t}^{2}}{{π}^{2}}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

6．如圖所示，貨物與傳送帶無滑動地向上運動，則貨物受到的摩擦力（　�。�
A．是滑動摩擦力，沿皮帶向下B．是滑動摩擦力，沿皮帶向上
C．是靜摩擦力，沿皮帶向上D．是靜摩擦力，沿皮帶向下

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

7．如圖所示，質(zhì)量為M的木塊靜止于光滑的水平面上，一質(zhì)量為m、初速率為v0的子彈水平射入木塊且未穿出．求：
（1）求子彈末速度v？
（2）射入過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？

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同步練習(xí)冊答案