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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...

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manfen5.com 满分网d,重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.
(1)求绳断时球的速度大小 v1和球落地时的速度大小 v2
(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?

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(1)绳断后小球做平抛运动,根据平抛运动的规律即可求解绳断时球的速度大小 v1和球落地时的速度大小 v2. (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.根据向心力公式即可求解; (3)设绳长为l,绳断时球的速度大小为v3,绳承受的最大推力不变,根据圆周运动向心力公式及平抛运动的规律结合数学知识即可解题. 【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d=v1t 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)设绳长为l,绳断时球的速度大小为v3,绳承受的最大拉力不变, 有  得 绳断后球做平抛运动,竖直位移为d-l,水平位移为x,时间为t1 有x=v3t1 得     当时,x有极大值, 答:(1)求绳断时球的速度大小 v1为,球落地时的速度大小 v2为; (2)绳能承受的最大拉力为; (3)绳长应是,最大水平距离为.
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考点分析:
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①采用如图乙所示的电路,测定电流表G2的内阻,得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如表二所示,根据测量数据,求得到电流表G2的内阻等于______Ω:
表一
电流表G1(2mA  100Ω)
电流表G2(1mA  内阻未知)
电阻箱R1(0-999.9Ω)
电阻箱R2(0-9999Ω)
滑动变阻器R3(0-10Ω 1A)
滑动变阻器R4(0-1000Ω 10mA)
定值电阻R(800Ω  0.1A)
持测电池
探针、电键、导线若干
表二
I1(mA)0.400.811.201.592.00
I2(mA)0.200.400.600.8011.00
②在现有器材的条件下,测量该电池电动势和内阻,采用如图丙所示的电路,图丙中滑动变阻器a应该选用给定的器材中______,电阻箱b选______(均填写器材代号).
③根据图丙所示电路,请在丁图中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接.
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(1)有4条用打点计时器(所用交流电频率为50Hz)打出的纸带A、B、C、D,其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的.为找出该纸带,某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为S1、S2、S3manfen5.com 满分网
请你根据下列S1、S2、S3的测量结果确定该纸带为______.(已知当地的重力加速度为9.791m/s2
A.61.0mm  65.8mm  70.7mm     B.41.2mm  45.1mm  53.0mm
C.49.6mm  53.5mm  57.3mm     D.60.5mm  61.0mm  60.6mm
(2)在测定金属的电阻率实验中,用螺旋测微器测量金属丝的直径,示数如图1所示,读数为______mm.在用单摆测定重力加速度实验中,用游标为20分度的卡尺测量摆球的直径,示数如图2所示,读数为______cm.
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如图所示,MN和PQ为两个光滑的电阻不计的水平金属导轨,变压器为理想变压器,今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场,则以下说法正确的是( )
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A.若ab棒匀速运动,则IR≠0,IL≠0,IC=0
B.若ab棒匀速运动,则IR=0,IL=0,IC=0
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如图所示为电热毯的电路图,电热丝接在u=311sin100πt V的电源上.电热毯被加热到一定温度后,通过装置P使输入电压变为图(b)所示波形,从而进入保温状态.若电热丝电阻保持不变,此时交流电压表的读数是( )manfen5.com 满分网
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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