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如图所示,已知竖直杆O1O2长为1.0m,水平杆长L1=0.2米,用长L2=0....

如图所示,已知竖直杆O1O2长为1.0m,水平杆长L1=0.2米,用长L2=0.2米的细绳悬挂小球,整个装置可绕竖直杆O1O2转动,当该装置以某一角速度转动时,绳子与竖直方向成45°角,取g=10m/s2.求:

(1)该装置转动的角速度;

(2)如果运动到距离杆最远时刻悬挂小球的细绳突然断了,小球将做平抛运动.求小球落地点与竖直杆在地面上点O2的距离s.(答案可用根式表示)

 

(1)5rad/s(2) 【解析】 (1) 小球做匀速圆周运动,靠重力和拉力的合力提供向心力,结合牛顿第二定律求出该装置转动的角速度; (2) 根据平抛运动的规律求出小球在水平方向的位移的大小,然后结合平行四边形定则求出小球落地点与竖直杆在地面上点O2的距离。 (1) 小球转动的轨道半径为:r=L1+L2sin45°=0.2+ 对小球进行受力分析如图, 根据牛顿第二定律得:mgtan45°=mrω2 解得:ω=5 rad/s; (2) 小球的线速度为:v=ωr=5×0.4=2m/s 小球做平抛运动的开始时的高度为:h=O1O2-L2cos45°=1.0- 小球做平抛运动的时间为: 小球做平抛运动的水平方向的位移为:x=vt=2×0.4=0.8m 当小球从距离杆最远时刻开始做平抛运动时,小球沿水平方向的速度方向与小球到杆的方向相互垂直,所以小球的落地到O2的距离为: 。  
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考点分析:
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在不久的将来,我国科学家乘坐嫦娥N飞上月球(可认为是均匀球体),为了研究月球,科学家在月球的赤道上以大小为v0的初速度竖直上抛一物体,经过时间t1,物体回到抛出点;在月球的两极处仍以大小为v0的初速度竖直上抛同一物体,经过时间t2,物体回到抛出点。已知月球的半径为R,求:

(1)月球的质量;

(2)月球的自转周期。

 

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如图所示,在倾角为37°的光滑斜面上有一根长为0.4 m、质量为6×102 kg的通电直导线,电流大小I1 A,方向垂直于纸面向外,导线用平行于斜面的轻绳拴住不动,整个装置放在磁感应强度每秒增加0.4 T、方向竖直向上的磁场中.设t0时,B0,则需要多长时间,斜面对导线的支持力为零?(g10 m/s2)

 

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用如图所示的装置可以探究做匀速圆周运动的物体需要的向心力的大小与哪些因素有关.

(1)本实验采用的科学方法是_______

A.控制变量法         B.累积法       C.微元法      D.放大法

(2)图示情景正在探究的是______

A.向心力的大小与半径的关系

B.向心力的大小与线速度大小的关系

C.向心力的大小与角速度大小的关系

D.向心力的大小与物体质量的关系

(3)通过图示实验可以得到的结论是_____________

A.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与角速度成正比

B.在质量和半径一定的情况下,向心力的大小与线速度的大小成正比

C.在半径和角速度一定的情况下,向心力的大小与质量成正比

D.在质量和角速度一定的情况下,向心力的大小与半径成反比

 

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在做研究平抛物体的运动实验时,实验装置如图所示,先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上复写纸和白纸,并将该木板竖直立于槽口附近处(木板平面与斜槽所在竖直平面垂直),使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口方向分别平移距离x2x, 再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球分别撞在木板上得到痕迹B点、C点。若木板每次移动距离x=8. 00cm 测得A点、B点间距离y1=5.78cmB点、C点间距离y2=15. 58 cm。取重力加速度g=9.8m/s2

(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?___________

(2)在平抛运动过程中,小球从A点运动到B点需要______s的时间。

(3)小球初速度的测量值为______m/s(保留两位有效数字)

 

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如图所示,在虚线宽度范围内,存在方向垂直纸面向外磁感应强度为B的匀强磁场,某种正离子以初速度v0垂直于左边界射入,离开右边界时偏转角度为θ。在该宽度范围内,若只存在竖直向下的匀强电场,该离子仍以原来的初速度穿过该区域,偏角角度仍为θ (不计离子的重力),则下列判断正确的是(    )

A.匀强电场的电场强度大小为

B.匀强电场的电场强度大小为

C.离子穿过电场和磁场的时间之比为

D.离子穿过电场和磁场的时间之比为

 

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