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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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manfen5.com 满分网如图所示,abcd为质量m′=4kg的U形导轨,放在光滑绝缘的水平面上,其ab边与cd边平行且与bc边垂直,ad端为开口端.另有一根质量m=1.2kg的金属棒PQ平行bc放在水平导轨上,PQ左边用固定的竖直绝缘立柱e、f挡住PQ使其无法向左运动,处于匀强磁场中,磁场以OO′为界,左侧的磁场方向竖直向上,右侧的磁场方向水平向右,磁感应强度大小均为B=1.6T.导轨的bc段长l=0.5m,其电阻r=0.8Ω,金属棒PQ的电阻R=0.4Ω,其余电阻均可不计,金属棒PQ与导轨间的动摩擦因数μ=0.2.若在导轨上作用一个方向向左、大小为F=4N的水平拉力,设导轨足够长,g取10m/s2,求:
(1)导轨运动的最大加速度;
(2)流过导轨的最大电流;
(3)拉力F的最大功率.
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Ⅰ.(1)在验证机械能守恒定律的实验中,实验装置如图所示.实验要验证的是重物重力势能的减少量是否等于它动能的增加量.以下步骤仅是实验操作中的一部分,请将必要的步骤挑选出来,并且按正确的顺序排列:    (填代号).
A.把电火花打点计时器固定在铁架台上,并用导线把它和交流电源连接起来
B.用天平称出重锤的质量
C.把纸带的一端固定在重锤上,另一端穿过电火花打点计时器的限位孔,把重锤提升到一定的高度
D.用秒表测出重锤下落的时间
E.释放纸带
F.重复几次,得到3~5条符合要求的纸带
G.接通电源
(2)根据纸带算出相关各点的速度v,量出由静止开始下落的距离h,以manfen5.com 满分网为纵轴,以h为横轴画出的图线应是下图中的    ,就证明机械能是守恒的,图象的斜率代表的物理量是   
Ⅱ.如图是测量小灯泡U-I关系的实验电路,表格中记录的是某次实验的测量数据.
实验
序号
12345678
U(V)0.00.20.51.01.52.02.53.0
I(A)0.0000.0500.1000.1500.1800.1950.2050.215
(1)下列电源和滑动变阻器可供选择的是   
A.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
B.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为100Ω的滑动变阻器
C.电动势为3V,内阻为1Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
D.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为10Ω的滑动变阻器
E.电动势为4.5V,内阻为1.5Ω的电池组和总阻值为150Ω的滑动变阻器
(2)在按照实验序号的先后得到以上数据的过程中,滑动变阻器的滑片移动的方向是    (选填“a→b”或“b→a”).
(3)在方格纸内画出小灯泡的U-I曲线.分析曲线可知小灯泡的电阻随I变大而    (填“变大”、“变小”或“不变”).
(4)将上述小灯泡接入到如图乙所示的电路中,定值电阻R=24Ω,电源电动势E=3V、内阻r=1Ω,则在这个电路中,小灯泡的电阻大小为    Ω.
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A.导体棒做匀减速运动
B.在此过程中导体棒上感应电动势的平均值为manfen5.com 满分网Bl(v+v1
C.在此过程中负载电阻上消耗的平均功率为manfen5.com 满分网BIl(v+v1
D.因为负载电阻的阻值不能确定,所以上述结论都不对
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A.W1>W2
B.Q1>Q2
C.EkB>EkC
D.PB>PC
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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