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如图所示,一个人用一根长1 m、只能承受74 N拉力的绳子,拴着一个质量为1 k...

如图所示,一个人用一根长1 m、只能承受74 N拉力的绳子,拴着一个质量为1 kg的小球,在竖直平面内做圆周运动,已知圆心O离地面h=6 m.转动中小球在最低点时绳子恰好断了.(取g=10 m/s2)

(1)绳子断时小球运动的角速度多大?

(2)绳断后,小球落地点与抛出点间的水平距离是多少?

 

(1)8rad/s (2)8m 【解析】试题分析:(1)绳子断时小球对绳子的作用力为74N,设绳子对小球的作用力大小为F,小球对绳子的作用力与绳子对小球的作用力互为作用力与反作用力故有F=74N,设此时小球运动的角速度为ω、绳长为L,则有,代入F=74N,L=1m、m="1" kg,g取10 m/s2得ω=8rad/s。 (2)绳断后,小球作平抛运动,其初速度大小为v=ωL=8×1=8(m/s),其抛出时高度为h-L=5m,设从绳子断时到小球落地的时间为t,由平抛运动规律可知,代入数值有t=1s,则小球水平位移为=8×1=8(m)。 考点:圆周运动的向心力、平抛运动 【名师点睛】分析物体受力结合牛顿第二运动定律即可求得绳子对小球的作用力大小,绳子断后小球做平抛运动,根据平抛运动规律即可得出相关结论。  
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考点分析:
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在用高级沥青铺设的高速公路上,汽车的设计时速是108 km/h,汽车在这种路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍.如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯,假设弯道的路面是水平的,其弯道的最小半径是多少?事实上在高速公路的拐弯处,路面造得外高内低,路面与水平面间的夹角为θ,且tan θ=0.2;而拐弯路段的圆弧半径R=200 m.若要使车轮与路面之间的侧向摩擦力等于零,则车速v应为多少?(取g=10 m/s2)

 

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如图所示,内壁光滑的导管弯成圆周轨道竖直放置,其质量为2m,小球质量为m,在管内滚动,当小球运动到最高点时,导管刚好要离开地面,此时小球的速度多大?(轨道半径为R)

 

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平抛一物体,当抛出1 s后它的速度方向与水平方向成45°,落地时速度方向与水平方向成60°,求:

(1)初速度大小;(2)开始抛出时距地面的高度;(3)水平射程.(g10 m/s2)

 

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三个同学根据不同的实验条件,进行了探究平抛运动规律的实验:

1)甲同学采用如图甲所示的装置。用小锤击打弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明__________________________

2)乙同学采用如图乙所示的装置。两个相同的弧形轨道MN分别用于发射小铁球PQ,其中N的末端可看做与光滑的水平板相切,两轨道上端分别装有电磁铁CD;调节电磁铁CD的高度使ACBD,从而保证小铁球PQ在轨道末端的水平初速度v0相等。现将小铁球PQ分别吸在电磁铁CD上,然后切断电源,使两小球能以相同的初速度v0同时分别从轨道MN的末端射出。实验可观察到的现象应是______________。仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明______________

3)丙同学采用频闪照相法拍摄到如图丙所示的小球做平抛运动的照片,图中每个小方格的边长为L=1.25cm,则由图可求得拍摄时每________________s曝光一次,该小球做平抛运动的初速度大小为________________m/s。g=9.8m/s2)

 

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如图所示,在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一个蜡烛做的蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧,然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动。从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内每1s上升的距离都是10cm,玻璃管向右匀加速平移,每1s通过的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm。图乙中,y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点。

1)请在图乙中画出蜡块4s内的轨迹;

2)玻璃管向右平移的加速度a________m/s2

3)t=2s时蜡块的速度v2________m/s。

 

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