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如图所示,AB为竖直转轴,细绳AC和BC的结点C系一质量为m的小球,两绳能承担的...

如图所示,AB为竖直转轴,细绳ACBC的结点C系一质量为m的小球,两绳能承担的最大拉力均为2mg。当ACBC均拉直时∠ABC=90°,∠ACB=53°BC=1mABC能绕竖直轴AB匀速转动,因而C球在水平面内做匀速圆周运动.当小球的线速度增大时,两绳均会被拉断,则最先被拉断那根绳及另一根绳被拉断时的速度分别为(已知g=10m/s2sin53°=0.8cos53°=0.6)(  )

A.AC  5m/s B.BC   5m/s

C.AC  5.24m/s D.BC   5.24m/s

 

B 【解析】 当小球线速度增大时,BC逐渐被拉直,小球线速度增至BC刚被拉直时,对小球进行受力分析,合外力提供向心力,求出A绳的拉力,线速度再增大些,TA不变而TB增大,所以BC绳先断;当BC绳断之后,小球线速度继续增大,小球m作离心运动,AC绳与竖直方向的夹角α增大,对球进行受力分析,根据合外力提供向心力列式求解。 当小球线速度增大时,BC逐渐被拉直,小球线速度增至BC刚被拉直时,根据牛顿第二定律得: 对小球有 TAsin∠ACB﹣mg=0 ① TAcos∠ACB+TB= ② 由①可求得AC绳中的拉力 TA=mg,线速度再增大些,TA不变而TB增大,所以BC绳先断。 当BC绳刚要断时,拉力为TB=2mg,TA=mg,代入②得 解得 v=5.24m/s 当BC线断后,AC线与竖直方向夹角α因离心运动而增大,当使球速再增大时,角α随球速增大而增大,当α=60°时,TAC=2mg,AC也断, 则有 TACsin53° 代入数据解得 v=5m/s 故BC线先断;AC线被拉断时球速为5.0m/s. 故选B。
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如图所示,一根细线下端拴一个金属小球,细线的上端固定在金属块上,放在带小孔的水平桌面上,小球在某一水平面内做匀速圆周运动。现使小球到一个更高的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出),金属块两次都保持在桌面上静止,则后一种情况与原来相比较,下列说法正确的是( 

A.受到桌面的支持力不变

B.受到桌面的静摩擦力变大

C.小球运动的周期变大

D.小球运动的角速度变大

 

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在光滑圆锥形容器中,固定了一根光滑的竖直细杆,细杆与圆锥的中轴线重合,细杆上穿有小环(未画出,可以自由转动,但不能上下移动),小环上连接一轻绳,与一质量为的光滑小球相连,让小球在圆锥内沿水平面做匀速圆周运动,并与圆锥内壁接触。如图所示,图甲中小环与小球在同一水平面上,图乙中轻绳与竖直轴成θθ90°)角。设图甲和图乙中轻绳对小球的拉力分别为,圆锥内壁对小球的支持力分别为,则下列说法正确的是( 

A.一定为零,一定为零

B.可以为零,可以为零

C.—定不为零,可以为零

D.可以为零,可以为零

 

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两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球,细线上端固定在同一点,若两个小球以相同的角速度绕共同的竖直轴在水平面内做匀速圆周运动,则两个摆球在运动过程中,相对位置关系示意图正确的是图中的(  )

A.  B.

C.  D.

 

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如图所示,用一根细绳一端系一个小球,另一端固定.给小球不同的初速度,使小球在水平面内做角速度不同的圆周运动,则下列细绳拉力、悬点到轨迹圆心高度、向心加速度、线速度与角速度平方的关系图象正确的是(   

A.

B.

C.

D.

 

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铁路转弯处的弯道半径是根据地形决定的。若要求轨道与轮缘间无挤压,弯道处要求外轨比内轨高,其内、外轨高度差的设计不仅与半径有关,还与火车在该弯道上的行驶速率有关。下列说法正确的是( 

A.一定时,越小,要求越大

B.一定时,越大,要求越大

C.一定时,越小,要求越大

D.一定时,越大,要求越大

 

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