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如图所示,长L=0.6m的轻绳一端系于固定点O,另一端系质量m=2kg的小球.将...

manfen5.com 满分网如图所示,长L=0.6m的轻绳一端系于固定点O,另一端系质量m=2kg的小球.将小球从O点正下方l/4处,以一定初速度水平向右抛出,经一定时间绳被拉直,以后小球将以O为支点在竖直平面内摆动.已知绳刚被拉直时,绳与竖直方向成60°角.取g=10m/s2,求:
(1)小球水平抛出时的初速v
(2)小球动到最低点时,绳所受的拉力T.
(1)小球在绳被拉直前作平抛运动,由已知条件得到小球的水平位移和竖直高度,有平抛规律求解初速度 (2)由运动的分解求得绳子伸直时的速度,由机械能守恒得到运动到最低的时的速度,由牛顿第二定律求解此时绳子的拉力 【解析】 (1)小球在绳被拉直前作平抛运动,设小球抛出后经时间t绳被拉直,则: 水平位移为:x=Lsin60°=vt ① 竖直高度为:h=lcos60°-=gt2② 由此解得:t=③ v==m/s=3m/s④ (2)在绳被拉直前瞬间,小球速度的水平分量为v,竖直分量为gt,速度大小为: v==⑤ 速度与竖直方向的夹角为φ:则tanφ==⑥ 所以,φ=60° 可见小球速度与绳沿同一线,小球动量在绳拉力的冲量作用下减为零,以后小球作摆动,由机械能守恒定律可知小球到最低点时: =mgL(1-cos60°)⑦ 设在最低点时绳子对物体的拉力为T,由牛顿第二定律得: T-mg=⑧ 解得:T═2×2×10N=40N        ⑨ 由牛顿第三定律,绳受到的拉力为40 N              ⑩ 答:(1)小球水平抛出时的初速3m/s (2)小球动到最低点时,绳所受的拉力40N
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考点分析:
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manfen5.com 满分网物体A、B都静止在同一水平面上,它们的质量分别是mA和mB,与水平面之间的动摩擦因数分别为μA和μB.用平行于水平面的力F分别拉物体A、B,得到加速度a和拉力F的关系图象分别如图中A、B所示.
(1)利用图象求出两个物体的质量mA和mB
甲同学分析的过程是:从图象中得到F=12N时,A物体的加速度aA=4m/s2,B物体的加速度aB=2m/s2,根据牛顿定律导出:manfen5.com 满分网,∴mA=3kg,mB=6kg
乙同学的分析过程是:从图象中得出直线A、B的斜率为:kA=tan45°=1,kB=tan26°34′=0.5,而manfen5.com 满分网,∴mA=1kg,mB=2kg
请判断甲、乙两个同学结论的对和错,并分析错误的原因.如果两个同学都错,分析各自的错误原因后再计算正确的结果.
(2)根据图象计算A、B两物体与水平面之间动摩擦因数μA和μB的数值.
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某人在距离地面高25m处,斜向上方抛出一个质量为100克的小球,小球出手时的速度为v=10m/s落在时的速度为v=20m/s  (g=10m/s2)试求:
(1)人抛出小球时做了多少功?
(2)若小球落地后不反弹,则小球在飞行过程中克服阻力做的功?
(3)若小球撞地后会继续反弹,但与地相撞没有机械能损失,且小球所受空气阻力大小恒为0.5N,则小球经过的总路程为多少?
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一组航天员乘坐飞船前往位于离地球表面高度为h的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H.机组人员使飞船S进入与H相同的轨道并关闭火箭发动机,如图所示.M为地球质量,R为地球半径,g为重力加速度.
(1)在飞船内,一质量为70kg的航天员处于什么状态?他对座椅的压力为多少?
(2)计算飞船在轨道上的运行速率.

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在建筑工地上有一种打夯机,其结构原理如图所示,用一长为L的连杆(质量可忽略)一端固定一质量为m的铁块,另一端固定在电动机的转轴上.铁块m可在竖直平面内做圆周运动,当旋转的角速度达到一定的数值,可使质量为M(不包括铁块质量m)的打夯机离开地面,然后砸向地面,从而起到夯实地基的作用.求
(1)m运动至什么位置时打夯机对地面的压力最大?
(2)电动机的最小角速度.

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火车在平直的轨道上起动时的加速度约为0.2m/s2﹏0.5m/s2.几个同学在外出旅游的火车上想测量火车起动时的加速度,可以提供的器材有:
A.质量m=50g的钩码
B.质量M=500g的新玩具小车
C.长度约为10cm、劲度系数约为10N/m的轻弹簧,弹性限度为1.5N
D.长度为540cm刻度尺、最小刻度为1mm
E.秒表
此外还有一些短线和挂钩等,可以用来连接和固定所选用的器材,当地重力加速度为g.请设计一种简单可行的实验方案,测量在平直轨道上火车起动时的加速度.设火车开始停在车站,起动后做匀加速运动,匀加速运动持续的时间约为2min,就你设计的实验方案,回答下列问题:
(1)实验必须选用的器材是______.(填所用器材前的字母序号)
(2)说明测量方案和步骤,指明要测量的物理量:______
(3)由所测量的物理量计算加速度的公式是______
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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