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小明站在水平地面上,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...

小明站在水平地面上,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,球飞行水平距离d后落地,如右图所示.已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为满分5 manfen5.com,重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.

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(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?

 

(1) (2 (3) 【解析】 试题分析:(1)设绳断后球飞行时间为t,由平抛运动规律,有竖直方向, 水平方向 联立解得 由机械能守恒定律,有 得. (2)设绳能承受的最大拉力大小为,这也是球受到绳的最大拉力大小. 球做圆周运动的半径为 由圆周运动向心力公式,有 联立解得. (3)设绳长为l,绳断时球的速度大小为v3,绳承受的最大拉力不变, 有得 绳断后球做平抛运动,竖直位移为d-l,水平位移为x,时间为. 有 得 当时,x有极大值. 考点:牛顿第二定律;平抛运动;向心力.
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考点分析:
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A. 满分5 manfen5.com                B.满分5 manfen5.com

C. 满分5 manfen5.com               D. 满分5 manfen5.com

 

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经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”.“双星系统”是由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体.如右图所示,两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力的作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两颗星之间的距离为L,质量之比为m1∶m2=3∶2.则可知(  )

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B.m1、m2做圆周运动的角速度之比为3∶2

C.m1做圆周运动的半径为满分5 manfen5.com

D.m2做圆周运动的半径为满分5 manfen5.com

 

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A.小球通过最高点时的最小速度满分5 manfen5.com

B.小球通过最高点时的最小速度满分5 manfen5.com

C.小球在水平线ab以下的管道中运动时,内侧管壁对小球有较小的作用力

D.小球在水平线ab以上的管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力

 

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