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一长l=0.80m的轻绳一端固定在O点,另一端连接一质量m=0.10kg的小球,...

一长l=0.80m的轻绳一端固定在O点,另一端连接一质量m=0.10kg的小球,悬点O距离水平地面的高度H=1.00m.开始时小球处于A点,此时轻绳拉直处于水平方向上,如图所示.让小球从静止释放,当小球运动到最低点B点时,当小球运动到B点时,轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂.不计轻绳断裂的能量损失,取重力加速度g=10m/s2

1)当小球运动到B点时的速度大小;

2)绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点,求C点与B点之间的水平距离;

3)若OP=0.6m,轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂,求轻绳能承受的最大拉力.

 

(1)4.0 m/s (2)0.80m (3)9N 【解析】 (1)小球从A到B过程,只有重力做功,机械能守恒,设小球运动到B点时的速度大小,由机械能守恒定律得: 解得:小球运动到B点时的速度大小为=4.0m/s (2)小球从B点做平抛运动,由运动学规律得 在水平方向有: 在竖直方向有: 解得:C点与B点之间的水平距离 =0.80m (3)若轻绳碰到钉子时,轻绳拉力恰好达到最大值Fm,此时对小球受力分析,绳的拉力和重力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得: 由几何关系得: 由以上各式解得N  
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嘉年华上有一种回力球游戏,如图所示,AB分别为一固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道的最高点和最低点,B点距水平地面的高度为h,某人在水平地面C点处以某一初速度抛出一个质量为 m的小球,小球恰好水平进入半圆轨道内侧的最低点B,并恰好能过最高点A后水平抛出,又恰好回到C点抛球人手中.若不计空气阻力,已知当地重力加速度为g,求:

1)小球刚进入半圆形轨道最低点B时轨道对小球的支持力;

2)半圆形轨道的半径;

3)小球抛出时的初速度大小.

 

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如图甲所示,一长为l的轻绳一端穿在过O点的水平转轴上,另一端固定一质量未知的小球,整个装置绕O点在竖直面内转动.小球通过最高点时,绳对小球的拉力F与其速度二次方v2的关系如图乙所示,重力加速度为g.下列判断正确的是(  )

A. 图线的函数表达式为Fmmg

B. 重力加速度g

C. 若绳长不变,用质量较小的球做实验,,则图线上b点的位置不变

D. 若绳长不变,用质量较小的球做实验,则得到的图线斜率更大

 

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如图所示,处于竖直平面内的光滑细金属圆环半径为R,质量均为m的带孔小球AB穿于环上,两根长为R的细绳一端分别系于AB球上,另一端分别系于圆环的最高点和最低点,现让圆环绕竖直直径转动,当角速度缓慢增大到某一值时,连接B球的绳子恰好拉直,转动过程中绳不会断,则下列说法正确的是(  )

A. 连接B球的绳子恰好拉直时,转动的角速度为

B. 连接B球的绳子恰好拉直时,金属圆环对A球的作用力为零

C. 继续增大转动的角速度,金属环对B球的作用力可能为零

D. 继续增大转动的角速度,A球可能会沿金属环向上移动

 

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2016211日,LIGO科学合作组织首次探测到了来自宇宙中双黑洞合并所产生的引力波,证实了爱因斯坦100年前所做的预测。脉冲双星间的距离在减小就已间接地证明了引力波的存在。如果将该双星系统简化为理想的圆周运动模型,如图所示,两星球在相互的万有引力作用下,绕O点做匀速圆周运动。由于双星间的距离减小,则(

A. 两星的运动角速度均逐渐减小

B. 两星的运动速度均逐渐减小

C. 两星的向心加速度均逐渐减小

D. 两星的运动周期均逐渐减小

 

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如图所示,嫦娥三号探测器发射到月球上要经过多次变轨,最终降落到月球表面上,其中轨道Ⅰ为圆形,轨道Ⅱ为椭圆.下列说法正确的是(  )

A.探测器在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅱ的运行周期

B.探测器在轨道Ⅰ经过P点时的加速度小于在轨道Ⅱ经过P点时的加速度

C.探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度大于月球表面的重力加速度

D.探测器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须点火加速

 

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