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如图所示,有一长为L的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使...

如图所示,有一长为L的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动.已知水平地面上的C点位于O点正下方,且到O点的距离为1.9L.不计空气阻力.求:

(1)小球通过最高点A时的速度vA

(2)小球通过最低点B时,细线对小球的拉力T;

(3)若小球运动到最低点B时细线恰好断裂,小球落地点到C点的距离.

 

(1)(2)(3) 【解析】 (1)小球恰好能做完整的圆周运动,则小球通过A点时细线的拉力为零,根据向心力公式有: 解得:vA=; (2)小球从A点运动到B点,由机械能守恒定律有: 解得: 小球在B点时根据牛顿第二定律有: 代入解得:T=6mg (3)小球运动到B点时细线断裂,小球做平抛运动,有: 竖直方向:1.9L−L= 水平方向: 联立解得:x=3L  
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考点分析:
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如图所示的实验装置可以验证牛顿运动定律,小车上固定一个盒子,盒子内盛有沙子.沙桶的总质量(包括桶以及桶内沙子质量)记为m,小车的总质量(包括车、盒子及盒内沙子质量)记为M.

(1)验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比:从盒子中取出一些沙子,装入沙桶中,称量并记录沙桶的总重力mg,将该力视为合外力F,对应的加速度a则从打下的纸带中计算得出.多次改变合外力F的大小,每次都会得到一个相应的加速度.本次实验中,桶内的沙子取自小车中,故系统的总质量不变.以合外力F为横轴,以加速度a为纵轴,画出a-F图象,图象是一条过原点的直线.

①a-F图象斜率的物理意义是_________________________________________

你认为把沙桶的总重力mg当作合外力F是否合理?答:______.(合理不合理”)

本次实验中,是否应该满足M≫m这样的条件?答:_______(”);理由是________

(2)验证在合外力不变的情况下,加速度与质量成反比:保持桶内沙子质量m不变,在盒子内添加或去掉一些沙子,验证加速度与质量的关系.本次实验中,桶内的沙子总质量不变,故系统所受的合外力不变.用图象法处理数据时,以加速度a为纵横,应该以______倒数为横轴.

 

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某实验小组用一只弹簧测力计和一个量角器等器材验证力的平行四边形定则,设计了如图所示的实验装置,固定在竖直木板上的量角器的直边水平,橡皮筋的一端固定于量角器的圆心O的正上方A处,另一端系绳套1和绳套2.

(a)主要实验步骤如下:

①弹簧测力计挂在绳套1上竖直向下拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O处,记下弹簧测力计的示数F

②弹簧测力计挂在绳套1上,手拉着绳套2,缓慢拉橡皮筋,使橡皮筋的结点到达O点,此时绳套1沿方向,绳套2沿120°方向,记下绳套1弹簧测力计的示数F1

③根据力的平行四边形定则计算此时绳套1的拉力F1′=________

④比较F1F1,即可初步验证力的平行四边形定则;

⑤只改变绳套2的方向,重复上述实验步骤.

(b)保持绳套2方向不变,绳套1从图示位置向下缓慢转动90°,此过程中保持橡皮筋的结点在O处不动,关于绳套1的拉力大小的变化,下列结论正确的是________.

A.逐渐增大    B.先增大后减小   C.逐渐减小    D.先减小后增大

 

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匀速转动的长传送带倾斜放置,传动方向如图所示,在顶部静止放上一物块,在物块下滑过程中,规定沿传送带向下为正,下列描述物块运动过程中的v-t、a-t图象,可能正确的是(  )

A. B. C. D.

 

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如图甲所示,轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时,受到的弹力为F,速度大小为v,其F-v2图象如乙图所示.则(  )

 

A.小球的质量为

B.当地的重力加速度大小为

C.时,小球对杆的弹力方向向下

D.时,小球受到的弹力与重力大小相等

 

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如图所示,质量分别为m1m2AB两个滑块放在斜面上,中间用一个轻杆相连,AB与斜面间的动摩擦因数分别为μ1μ2,它们在斜面上加速下滑.关于杆的受力情况,下列分析正确的是(  )

A.μ1>μ2m1m2,则杆受到压力

B.μ1μ2m1>m2,则杆受到拉力

C.μ1<μ2m1<m2,则杆受到压力

D.μ1μ2m1m2,则杆不受到作用力

 

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