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如图所示,能承受最大拉力Fm=10N的细线长L=0.6m,它的一端固定于高H=2...

如图所示,能承受最大拉力Fm=10N的细线长L=0.6m,它的一端固定于高H=2.1m的O点,另一端系一质量为m=0.5kg的小球在水平面内做圆周运动,由于转速加快而使细线断裂.求:小球落地点距O点的水平距离是多大?(g取10m/s2

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对小球受力分析,竖直方向小球受力平衡,小球在水平面内做圆周运动时,由重力G和拉力F的合力提供向心力,分别由平衡条件和牛顿第二定律列方程,可解出当绳子断时小球的线速度.当绳子断后,小球做平抛运动,由平抛运动规律求小球做平抛运动的时间,再求得水平位移,再根据几何关系可求出小球落地点距O点的水平距离. 【解析】 (1)小球在水平面内做圆周运动时,由重力G和拉力F的合力提供向心力, 设绳将要断时,绳与竖直方向的夹角为θ, 由竖直方向小球受力平衡有 cosθ===, 所以,θ=60° 由几何关系得:小球做圆周运动的半径为 R=Lsinθ=0.6×m=m. 当绳断时,沿半径方向,牛顿第二定律得: mg•tanθ=, 解得:v==m/s=3m/s. (2)绳断后,小球做平抛运动,这时小球离地面的高度h为 h=H-Lcos60°=m=1.8m. 由平抛规律h=gt2,求得小球做平抛运动的时间 t==s=0.6s. 水平位移 x=vt=3×0.6m=1.8m. 小球落地点距O2的距离为: ==m =m≈1.87m. 答:小球落地点距O点的水平距离为1.87m.
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考点分析:
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在海滨游乐场有一种滑沙的娱乐活动,如图所示,人坐在滑板上从斜坡高处A点由静止开始下滑,滑到斜坡底部B点后沿水平滑道再滑行一段距离到C点停下来,若斜坡滑道与水平滑道是平滑连接的,滑板与两滑道之间的动摩擦因数均为0.5,不计空气阻力,人和滑板的总质量为m=60kg,g取10m/s2,斜坡倾角θ=37°,(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
求:(1)人在斜坡上下滑的加速度大小.
(2)人在斜坡上滑行的时间和在直道上滑行时间的比值是多少?
(3)若由于受到场地的限制,A点到C点的水平距离为s=50m,为确保人的安全,假如你是设计师,你认为在设计斜坡滑道时,对高度应有怎样的要求?

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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置示意图如图1所示:
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(1)实验步骤:
①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于lm,将导轨调至水平;
②用游标卡尺测量挡光条的宽度l,结果如图2所示,由此读出l=______mm;
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s=______m;
④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光条已通过光电门2;
⑤从数字计时器(图1中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间△t1和△t2
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M,再称出托盘和砝码的总质量m.
(2)用表示直接测量量的字母写出下列所示物理量的表达式:
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1=______和v2=______
②当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1=______和E k2=______
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少△EP=______(重力加速度为g).
(3)如果△EP=______,则可认为验证了机械能守恒定律.
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某次实验纸带的记录如图所示,图中前几个点模糊,因此从A点开始每打5个点取1个计数点,则小车通过D点时速度是______m/s,小车运动的加速度是______m/s2.(打点计时器的电源频率是50Hz)

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manfen5.com 满分网如图所示,一定质量的小球,用一根细线悬于O点,在O点正下方O'处有一钉子.将小球拉到P处后释放,当它摆到最低点P'时,悬线被钉子挡住.在绳与钉子相碰的瞬间,下列说法正确的是( )
A.小球的线速度变大
B.小球的角速度变小
C.钉子越靠近小球细绳越容易断
D.钉子越靠近悬点O细绳越容易断
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如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点.左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r.b点在小轮上,到小轮中心的距离为r.c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在传动过程中,皮带不打滑.则( )
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A.a点与b点的线速度大小相等
B.a点与b点的角速度大小相等
C.a点与c点的线速度大小相等
D.a点与d点的向心加速度大小相等
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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