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如图所示,一根长0.1m的细线,一端系着一个质量是0.18kg的小球,拉住线的另...

manfen5.com 满分网如图所示,一根长0.1m的细线,一端系着一个质量是0.18kg的小球,拉住线的另一端,使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,当小球的转速增加到原转速的3倍时,细线断裂,这时测得断前瞬间线的拉力比原来大40N,求:
(1)线断裂的瞬间,线的拉力为多大;
(2)这时小球运动的线速度为多大;
(3)如果桌面高出地面0.8m,线断后小球飞出去落在离桌面的水平距离为多少的地方?(g取10m/s2
(1)球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,由线的拉力提供向心力,根据牛顿第二定律分别对开始时和断开前列方程,结合条件:线断开前的瞬间线的拉力比开始时大40N,求解线的拉力. (2)设线断时小球的线速度大小为υ,此时绳子的拉力提供向心力,根据向心力公式即可求得速度; (3)小球离开桌面时做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由高度求出时间,再求出平抛运动的水平距离. 【解析】 (1)小球在光滑桌面上做匀速圆周运动时受三个力作用;重力mg、桌面弹力FN和细线的拉力F,重力mg和弹力FN平衡, 线的拉力提供向心力,Fn=F=mω2R, 设原来的角速度为ω,线上的拉力是F,加快后的角速度为ω, 线断时的拉力是F1,则F1:F=ω2:ω2=9:1, 又F1=F+40N, 所以F=5N,线断时F1=45N. (2)设线断时小球的线速度大小为υ, 由,得. (3)由平抛运动规律得小球在空中运动的时间s=0.4s 小球落地处离开桌面的水平距离x=υt=5×0.4m=2m 答:(1)线断裂的瞬间,线的拉力为45N; (2)这时小球运动的线速度为5m/s; (3)如果桌面高出地面0.8m,线断后小球飞出去落在离桌面的水平距离为2m的地方.
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考点分析:
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A.平衡摩擦力时,应将重物用细线通过定滑轮系在小车上
B.平衡摩擦力时,应将纸带连接在小车上并穿过打点计时器
C.每次改变小车的质量时,不需要重新平衡摩擦力
D.实验时,应先放开小车,后接通电源
(2)下表中是该实验所记录的部分的数据.
组别质量m/kg受力F/N加速度a/
10.50.25
20.50
31.00
41.0
51.5
若利用1、2、3三组数据探究加速度与受力的关系,则2、3组数据中物体的质量分别为    kg,    kg;若利用3、4、5三组数据探究加速度与物体质量的关系,则4、5组数据中物体所受的力分别为    N,    N. 查看答案
(1)在做“研究平抛物体的运动”的实验时,下列说法正确的是______
A.安装有斜槽的木板,一定要注意木板是否竖直
B.安装有斜槽的木板,只要注意小球不和木板发生摩擦
C.每次实验都要把小球从同一位置释放
D.实验的目的是描出小球的运动轨迹,求出平抛运动的初速度
(2)如图所示,做平抛运动的质点通过A、B、C三点,取A点为坐标原点,B、C两点坐标如图所示,则做平抛运动的质点初速度是______m/s.(g=10m/s2

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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