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如图所示,一根原长L=1m的轻弹簧套在足够长的光滑直杆AB上,其下端固定在杆的A...

如图所示,一根原长L=1m的轻弹簧套在足够长的光滑直杆AB上,其下端固定在杆的A端,质量m=2kg的小球也套在杆上且与弹簧的上端相连。小球和杆可以一起绕经过杆A端的竖直轴OO'匀速转动,且杆与水平面间始终保持夹角θ=370已知杆处于静止状态时弹簧的长度变为原长的一半,重力加速度g=10m/s2sin37°=0.6cos37°=0.8,所有过程中弹簧均不会超过弹簧的弹性限度。

(1)调整杆的旋转速度,使弹簧恰好恢复原长,求此时小球的线速度大小v

(2)当小球的线速度大小v1=m/s时,求该弹簧的长度。

 

(1)m/s;(2)3m 【解析】 (1)当弹簧恢复原长时,弹簧弹力为零,小球仅受到重力和杆的支持力,有 解得 v=m/s (2)经分析可知,线速度越大,小球将越远离转轴,而v1>v,可知,此时弹簧处于伸长状态,设伸长量为x,杆对小球的支持力为FN,弹簧的劲度系数为k,对小球静止时分析,有 解得 k=24N/m 当小球的线速度大小时,有 水平方向 竖直方向 解得 x=2m 即此时弹簧长度L1=1m+2m=3m。  
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如图所示,质量m=50kg的跳台滑雪运动员(视为质点)经过一段半径R=20m的圆弧加速滑行后,从O(O点正好在圆弧对应圆心的正下方)水平飞出,落到斜坡上的A点,已知斜坡与水平面的夹角O点到A点的距离L=75m,不计空气阻力(sin37°=0.6cos37°=0.8g=10m/s2),求:

(1)运动员在空中运动的时间t

(2)运动员刚到达O点时受到O点的支持力大小N

(3)运动员从O点水平飞出后与斜面距离最大时的速度大小v

 

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(1)求该星球的质量M

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为验证向心力与物体所受合力的关系,某学习小组设计了如图所示的实验装置。一轻质细线上端固定在力传感器上,下端悬挂一小钢球。钢球静止时刚好位于光电门中央。主要实验步骤如下:

①用游标卡尺测得钢球直径为d

②将钢球静止悬挂,此时力传感器的示数为F1,用毫米刻度尺量得细线长为L

③将钢球拉到适当的高度处由静止释放,光电门计时器测得钢球的遮光时间为t,力传感器示数的最大值为F2;已知当地的重力加速度大小为g,钢球遮光长度近似为d。回答下列问题。

(1)钢球的质量m____

(2)钢球经过光电门时的线速度大小v=_____

(3)若满足F2-F1=____,则说明钢球的向心力与钢球受到的合力相等。

 

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某同学进行了“探究平抛运动规律”的实验,取g=10m/s2

(1)该同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图所示的“小球做平抛运动”的照片。图中每个小方格的边长为10cm,则可知该相机的曝光时间间隔为______s,该小球运动到图中“2”位置时的速度大小____m/s(结果均保留一位小数)

(2)若以图中“1”位置为坐标原点,水平向右为x轴正方向,竖直向下为y轴正方向,即“1”位置的坐标为(00),“2”位置的坐标为(0.2m0.1m),则该小球抛出点的坐标为____

 

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长为L的轻质杆,杆可绕其上端的固定轴转动,杆的下端固定一质量为m的小球(视为质点)。开始时,小球处于静止状态,现给小球一水平初速度v0,使小球在竖直平面内绕定点做圆周运动,并且刚好能过最高点,重力加速度大小为g,下列说法正确的是(  )

A.小球过最高点时,速度为零

B.小球过最高点时,速度大小为

C.开始转动时,小球受到杆的拉力大小为

D.小球过最高点时,杆对小球的支持力大小为mg

 

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