晓明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动,当球某次运动到最低点时,绳突然断掉。球飞离水平距离d后落地,如图所示,已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为,重力加速度为g,忽略手的运动半径和空气阻力。
(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2
(2)问绳能承受的最大拉力多大?
(3)改变绳长,使球重复上述运动。若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少?
下图1为游乐场的悬空旋转椅,可抽象为如图2所示模型,已知绳长L =5m,水平横梁L′=3m,小孩质量m=40kg,整个装置可绕竖直轴转动,绳与竖直方向夹角θ=37°,小孩可视为质点,g取10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)绳子的拉力为多少?
(2)该装置转动的角速度多大?
(3)增大转速后,绳子与竖直方向的夹角变为53°,求此时装置转动的角速度。
在80m的高空,有一架飞机以40 的速度水平匀速飞行,若忽略空气阻力的影响,取g=10,求:
(1)从飞机上掉下来的物体,经多长时间落到地面;
(2)物体从掉下到落地,水平方向移动的距离多大;
(3)从掉下开始,第4秒末物体的速度.
在做“探究平抛物体的运动”实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹:
(1)图是横挡条卡住平抛小球,用铅笔标注小球最高点,确定平抛运动轨迹的方法,坐标原点应选小球在斜槽末端点时的________;
A.球心 B.球的上端 C.球的下端
(2)下图是利用上图装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片,由照片可判断实验操作错误的是________;
A.释放小球时初速度不为0 B.释放小球的初始位置不同 C.斜槽末端切线不水平
(3)如图是实验中记录小球的轨迹,图中背景方格的边长表示实际长度0.1m,如果取g=10m/s2,那么:
①由图判断a点_____________(“是”“不是”)平抛运动的抛出点;
②由图可知小球从a运动到b的时间_________s;
③小球平抛运动的初速度为________ m/s;
④小球在b点的速度大小为___________m/s。
如图所示,质量相等的A、B两个小球悬于同一悬点O,且在O点下方垂直距离h=1m处的同一水平面内做匀速圆周运动,悬线长L1=3m,L2=2m,则A、B两小球( )
A.周期之比T1:T2=2:3 B.角速度之比ω1:ω2=1:1
C.线速度之比v1:v2=: D.向心加速度之比a1:a2=8:3
如图所示,一个倾角为37°的斜面固定在水平面上,在斜面底端正上方的O点将一小球以速度v0=3 m/s水平抛出,经过一段时间后,小球垂直斜面打在P点处(小球可视为质点,不计空气阻力,取重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8),则( )
A.小球击中斜面时的速度大小为5 m/s B.小球击中斜面时的速度大小为4 m/s
C.小球做平抛运动的水平位移是1.2 m D.小球做平抛运动的竖直位移是1m