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(2010·重庆卷)24.(18分)小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,...

(2010·重庆卷)24.(18分)小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地。如题24图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为6ec8aac122bd4f6ed,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。

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(1)求绳断时球的速度大小6ec8aac122bd4f6e和球落地时的速度大小6ec8aac122bd4f6e

(2)向绳能承受的最大拉力多大?

(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应是多少?最大水平距离为多少?

 

(1)(2)(3) 【解析】 (1)设绳段后球飞行时间为t,由平抛运动规律,有 竖直方向,水平方向 得 由机械能守恒定律,有 得 (2)设绳能承受的最大拉力大小为T,这也是球受到绳的最大拉力大小。 球做圆周运动的半径为 由圆周运动向心力公式,有 得    (3)设绳长尾l,绳断时球的速度大小为,绳承受的最大推力不变, 有      得 绳断后球做平抛运动,竖直位移为,水平位移为x,时间为 有    得    当时,有极大值,
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(2010·江苏卷)14. (16分)在游乐节目中,选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图所示,他们将选手简化为质量m=60kg的指点, 选手抓住绳由静止开始摆动,此事绳与竖直方向夹角6ec8aac122bd4f6e=6ec8aac122bd4f6e,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深。取中立加速度6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e6ec8aac122bd4f6e

求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;

若绳长l=2m, 选手摆到最高点时松手落入手中。设水碓选手的平均浮力6ec8aac122bd4f6e,平均阻力6ec8aac122bd4f6e,求选手落入水中的深度6ec8aac122bd4f6e

若选手摆到最低点时松手, 小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳认为绳越短,落点距岸边越远,请通过推算说明你的观点。

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(2010·上海理综)8.如图是位于锦江乐园的摩天轮,高度为108m,直径是98m。一质量为50kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25min。如果以地面为零势能面,则他到达最高处时的(取g=10m/s2)(    )。

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A.重力势能为5.4×104J,角速度为0.2rad/s

B.重力势能为4.9×104J,角速度为0.2rad/s

C.重力势能为5.4×104J,角速度为4.2×10-3rad/s

D.重力势能为4.9×104J,角速度为4.2×10-3rad/s

 

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(2011·海南物理·T15)如图,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆。ab为沿水平方向的直径。若在a点以初速度6ec8aac122bd4f6e沿ab方向抛出一小球, 小球会击中坑壁上的c点。已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半,求圆的半径。

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(2011.安徽高考)一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图(a)所示,曲线上的A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径ρ叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α角的方向已速度υ0抛出,如图(b)所示。则在其轨迹最高点p处的曲率半径是

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A.6ec8aac122bd4f6e        B.6ec8aac122bd4f6e

C.6ec8aac122bd4f6e  D.6ec8aac122bd4f6e

 

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如图所示,放置在水平地面上的支架质量为M,支架顶端用细线拴着的摆球质量为m,现将摆球拉至水平位置,而后释放,摆球运动过程中,支架始终不动,以下说法正确的是(   )

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A.在释放前的瞬间,支架对地面的压力为(m+M)g

B.在释放前的瞬间,支架对地面的压力为Mg

C.摆球到达最低点时,支架对地面的压力为(m+M)g

D.摆球到达最低点时,支架对地面的压力为(3m+M)g

 

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