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如图所示,长为R的轻绳,上端固定在O点,下端连一小球.小球接近地面,处于静止状态...

如图所示,长为R的轻绳,上端固定在O点,下端连一小球.小球接近地面,处于静止状态.现给小球一沿水平方向的初速度v,小球开始在竖直平面内做圆周运动.设小球到达最高点时绳突然断开.已知小球最后落在离小球最初位置2R的地面上.求:
(1)小球在最高点的速度v;
(2)小球的初速度v
(3)小球在最低点时球对绳的拉力;
(4)如果细绳转过60°角时突然断开,则小球上升到最高点时的速度多大?(小球的质量为m,重力加速度为g).

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(1)小球离开最高点后做平抛运动,根据平抛运动的位移公式列式求解; (2)小球从最低点到最高点过程,只有重力做功,根据机械能守恒定律列式求解; (3)小球在最低点,受拉力和重力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解; (4)先对从最低点到转动60°过程运用动能定理列式求出绳子转动60°时的速度,最高点速度等于斜抛初速度的水平分量. 【解析】 (1)在水平方向有 2R=vt 在竖直方向有 2R=gt2 解得v= 即小球在最高点的速度v为. (2)根据机械能守恒定律有 mv2-mv2=mg2R 解得v= 即小球的初速度v0为. (3)对小球分析有F-mg=m 解得F=6mg 由牛顿第三定律可知: 小球对绳子的拉力为6mg,方向向下. (4)设绳断时的速度为v1, 有mgR(1-cos60°)=mv2-mv12 设小球在最高点时的速度为v2, 有v2=v1cos60° v2= 即小球上升到最高点时的速度为.
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考点分析:
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某课题研究小组,收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池,及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈.现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻R(约为2kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E的标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA).在操作台上还准备了如下实验器材:
A.电压表V(量程4V,电阻RV约为4.0kΩ)
B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约为5Ω)
C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω,额定电流1A)
E.电阻箱R2(0~999.9Ω,最小分度值0.1Ω)
F.开关S一只、导线若干
(1)为了测定电阻R的阻值,该小组的一位成员,设计了如图所示的电路原理图并选取了相应的器材(电源用待测的锂电池),其设计或器材选取中有不妥之处,你认为应该怎样调整?    .调整后R的测量值    其真实值(填“小于”、“大于”或“等于”).
(2)在实际操作过程中,发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏,请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r.
①请你在方框中画出实验电路图(标注所用器材符号).
②为了便于分析,一般采用线性图象处理数据,请写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式   
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在“验证牛顿第二定律”的实验中,下面是按实验要求装好器材后进行的实验步骤:
(1)用天平测出小车和小桶的质量.备有砝码,使小车与砝码的总质量远大于小桶与砂子的总质量.
(2)挂上小桶,放进砂子,接通打点计时器的电源,放开小车,在纸带上打下一系列的点.
(3)保持小车的质量不变,改变砂桶里砂子的质量,测出加速度,重复几次.
(4)保持砂桶里砂子质量不变,在小车里加砝码,测出加速度,重复几次.
(5)根据测量数据,分别画出a-F和a-manfen5.com 满分网的图线.上述实验中,漏掉一个重要的实验步骤是.
根据实验中测得的数据作出a-F图线,若作出的a-F图线如图甲所示,这是由    造成的;若作出的a-F图线如图乙所示,这是由    造成的.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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