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一质量为m的小球,系于长为R的轻绳的一端,绳的另一端固定在空间的O点,假定绳是不...

一质量为m的小球,系于长为R的轻绳的一端,绳的另一端固定在空间的O点,假定绳是不可伸长的、柔软且无弹性的.今把小球从O点的正上方离O点的距离为manfen5.com 满分网的O1点以水平的速度manfen5.com 满分网抛出,如图所示.试求:
(1)轻绳即将伸直时,绳与竖直方向的夹角为多少?
(2)当小球到达O点的正下方时,绳对质点的拉力为多大?

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(1)先将平抛运动沿水平和竖直方向正交分解,根据位移公式列式求解; (2)细线刚刚绷紧时,将速度沿着细线方向和处置细线方向正交分解,沿细线方向速度迅速减小为零,垂直细线方向速度不变,之后物体绕O点做变速圆周运动,机械能守恒,先求出最低点速度,再根据向心力公式和牛顿第二定律求解拉力. 【解析】 (1)小球的运动可分为三个过程: 第一过程:小球做平抛运动.设绳即将伸直时,绳与竖直方向的夹角为θ,如图所示,则Vt=Rsinθ,,其中 联立解得. 即轻绳即将伸直时,绳与竖直方向的夹角为90°. (2)第二过程:绳绷直过程.绳棚直时,绳刚好水平,如图所示.由于绳不可伸长,故绳绷直时,V损失,小球仅有速度V⊥,且. 第三过程:小球在竖直平面内做圆周运动.设小球到达O点正下方时,速度为V′,根据机械能守恒守律有: 设此时绳对小球的拉力为T,则, 联立解得:. 故当小球到达O点的正下方时,绳对质点的拉力为.
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考点分析:
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如图所示,质量m1=2kg的物体A与一劲度系数为k=500N/m的轻弹簧相连,弹簧的另一端与地面上的质量为m2=1kg的物体B相连,弹簧竖起.A、B均处于静止状态.另有一质量为m3=1kg的物体C从物体A的正上方距离h=0.45m处自由下落.落到A上立刻与A粘连并一起向下运动,其速度为1m/s,它们到达最低点后又向上运动,最终恰好能使B离开地面但不继续上升.(A、B、C均可视为质点,g取10m/s2
(1)求C与A碰撞前的速度V;
(2)从AC一起运动直至最高点的过程中弹簧对AC整体做的功.

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某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态.若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:
(1)你认为还需要的实验器材有______
(2)实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是______,实验时首先要做的步骤是______
(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m.让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1<v2).则本实验最终要验证的数学表达式为______
2
-
1
2
M
V
2
1

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与打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常用计时仪器,其结构如图所示,a、b分别是光电门的激光发射和接收装置,当有物体从a、b间通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.
现利用图所示装置验证机械能守恒定律.图中AB是固定的光滑斜面,斜面的倾角为30,1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门,与它们连接的光电计时器都没有画出.让滑块从斜面的顶端滑下,光电门1、2各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为5.00×10-2s、2.00×10-2s.已知滑块质量为2.00kg,滑块沿斜面方向的宽度为5.00cm,光电门1和2之间的距离为0.540m,g=9.80m/s2,取滑块经过光电门时的速度为其平均速度.
①.滑块通过光电门1时的速度v1=______m/s,通过光电门2时的速度
v2=______m/s:(取三位有效数字)
②.滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为______J,重力势能的减少量为______J.(取三位有效数字)

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如图所示,质量m=1kg的物块,以速度v=4m/s滑上正沿逆时针转动的水平传送带,传送带两滑轮A、B间的距离L=6m,已知传送带的速度v=2m/s,物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2. 关于物块在传送带上的运动,以下说法正确的是( )
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A.物块滑离传送带时的速率为2m/s
B.物块在传送带上运动的时间为4s
C.皮带对物块的摩擦力对物块做功为6J
D.整个运动过程中由于摩擦产生的热量为18J
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如图所示,虚线a、b、c代表电场中的三个等势面,相邻等势面之间的电势差相等,即Uab=Ubc,实线为一带负电的质点仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹,P、R、Q是这条轨迹上的三点,R同时在等势面b上,据此可知( )
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A.三个等势面中,c的电势最高
B.带电质点在P点的电势能比在Q点的小
C.带电质点在P点的动能与电势能之和比在Q点的小
D.带电质点在P点的加速度比在Q的加速度小
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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