满分5 > 高中物理试题 >

如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,...

如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上由D点向左做匀减速运动,到达A孔进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道,当摆球进入圆轨道立即关闭A孔。已知摆线长L=2m,6ec8aac122bd4f6e,小球质量为m=0.5kg,D点与小孔A的水平距离s=2m,g取10m/s2。试求:

6ec8aac122bd4f6e

(1)求摆线能承受的最大拉力为多大?

(2)要使摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道,求粗糙水平面摩擦因数μ的范围。

 

(1)10N(2)0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125 【解析】(1)当摆球由C到D运动机械能守恒: (2分) 由牛顿第二定律可得: (1分)  可得:Fm=2mg=10N (1分) (2)小球不脱圆轨道分两种情况:①要保证小球能达到A孔,设小球到达A孔的速度 恰好为零,由动能定理可得: (2分) 可得:μ1=0.5 (1分) 若进入A孔的速度较小,那么将会在圆心以下做等幅摆动,不脱离轨道。其临界情况为到达圆心等高处速度为零,由机械能守恒可得:(2分) 由动能定理可得:(2分) 可求得:μ2=0.35(1分) ②若小球能过圆轨道的最高点则不会脱离轨道,在圆周的最高点, 由牛顿第二定律可得: (2分) 由动能定理可得: (2分) 解得:μ3=0.125 (1分) 综上所以摩擦因数μ的范围为:0.35≤μ≤0.5或者μ≤0.125 (1分) 本题考查的是圆周运动与动能定理及机械能守恒定律综合应用的问题,首先根据机械能守恒定律和牛顿第二定律计算出最大拉力;根据动能定理和机械能守恒定律计算出摩擦系数;
复制答案
考点分析:
相关试题推荐

1)(8分)为了探究受到空气阻力时,物体运动速度随时间的变化规律,某同学采用了“加速度与物体质量、物体受力关系”的实验装置(如图甲).实验时,平衡小车与木板之间的摩擦力后,在小车上安装一薄板,以增大空气对小车运动的阻力.

6ec8aac122bd4f6e

①往砝码盘中加入一小砝码,在释放小车________(选填“之前”或“之后”)接通打点计时器的电源,在纸带上打出一系列的点.

②从纸带上选取若干计数点进行测量,得出各计数点的时间t与速度v的数据如下表:

时间t/s

0

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

速度v/ (m·s-1)

0.12

0.19

0.23

0.26

0.28

0.29

请根据实验数据作出小车的v-t图象.

6ec8aac122bd4f6e

图乙

③通过对实验结果的分析,该同学认为:随着运动速度的增加,小车所受的空气阻力将变大.你是否同意他的观点?请根据v-t图象简要阐述理由.

(2)(10分)在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,要测量一个标有“2.7V 1.5W”的灯泡两端的电压和通过它的电流,现有如下器材:

A直流电源3V(内阻可不计)          B直流电表0~3A(内阻约0.1Ω)

C直流电表0~0.6A(内阻约0.5Ω)     D直流电压表0~3V(内阻约3kΩ)

E直流电压表0~15V(内阻约200kΩ)  F滑动变阻器(10Ω,1A)

G滑动变阻器(1kΩ,300mA)

①除开关、导线外,为完成实验,需要从上述器材中选用           (用字母)

②某几位同学设计了如下A、B、C、D所示的电路图,正确的是      ;并根据正确的电路图在实物图中正确连好线。

6ec8aac122bd4f6e

6ec8aac122bd4f6e

③下表中的各组数据该同学在实验中测得的,根据表格中的数据在图所示的方格纸上已经描好点,请作出该灯泡的伏安特性曲线,根据该曲线可以判断:随电压的增大,灯泡的电阻       

 

 

 

6ec8aac122bd4f6e

 

查看答案

如图所示,小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,内侧管壁半径为R,小球半径为r,则下列说法正确的是(   )

6ec8aac122bd4f6e

A.小球通过最高点时的最小速度vmin6ec8aac122bd4f6e

B.小球通过最高点时的最小速度vmin=0

C.小球在水平线ab以下的管道中运动时,内侧管壁对

小球一定无作用力

D.小球在水平线ab以上的管道中运动时,外侧管壁对

小球一定有作用力

 

查看答案

如图所示,在绝缘的水平面上等间距固定着三根相互平行的通电直导线a、b和c,各导线中的电流大小相同.其中a、c导线中的电流方向垂直纸面向外,b导线电流方向垂直纸面向里,每根导线都受到另外两根导线对它的安培力作用.则关于每根导线所受安培力的合力,以下说法正确的是(  )

6ec8aac122bd4f6e

A.导线a所受合力方向水平向右

B.导线c所受合力方向水平向右

C.导线c所受合力方向水平向左

D.导线b所受合力为零

 

查看答案

如图所示,小车AB放在光滑水平面上,A端固定一个轻弹簧,B端粘有油泥,AB总质量为M,质量为m的木块C放在小车上,用细绳子连接于小车的A端并使弹簧压缩,开始时AB和C都静止,当突然烧断细绳时,C被释放,使C离开弹簧向B端冲去,并跟B端油泥粘在一起,忽略一切摩擦,以下说法正确的是(   )

6ec8aac122bd4f6e

A.弹簧伸长过程中C向右运动,同时AB也向右运动

B.C与B碰前,C与AB的速率之比为M:m

C.C与油泥粘在一起后,AB立即停止运动

D.C与油泥粘在一起后,AB继续向右运动

 

查看答案

在如图所示的电路中,电源的电动势E和内阻r恒定,闭合开关S后灯泡能够发光,经过一段时间后灯泡突然变亮,则出现这种现象的原因可能是(    )

6ec8aac122bd4f6e

A.电阻R1短路

B.电阻R2断路

C.电阻R2短路

D.电容器C断路

 

查看答案
试题属性

Copyright @ 2008-2019 满分5 学习网 ManFen5.COM. All Rights Reserved.