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如图所示,一根长0.1m的细线,一端系着一个质量为0.18Kg的小球,拉住线的另...

如图所示,一根长0.1m的细线,一端系着一个质量为0.18Kg的小球,拉住线的另一端,使球在光滑的水平桌面上作匀速圆周运动,使小球的转速很缓慢地增加,当小球的转速增加到开始时转速的3倍时,细线断开,线断开前的瞬间线的拉力比开始时大40N,求:

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(1)线断开前的瞬间,线的拉力大小;

(2)线断开的瞬间,小球运动的线速度;

(3)如果小球离开桌面时,速度方向与桌边的夹角为60°,桌面高出地面0.8m,求小球飞出后的落地点距桌边的水平距离.

 

(1)线断开前的瞬间,线的拉力大小为45N; (2)小球运动的线速度为5m/s; (3)小球飞出后的落地点距桌边的水平距离为1.73m. 【解析】 试题分析:(1)根据拉力提供向心力,结合牛顿第二定律,求出线断开前的瞬间,线的拉力大小; (2)根据拉力的大小,结合牛顿第二定律求出线速度的大小. (3)根据平抛运动的规律求出水平位移,结合几何关系求出抛出点到桌边的水平距离. 【解析】 (1)线的拉力等于向心力,设开始时角速度为ω0,向心力是F0,线断开的瞬间,角速度为ω,线的拉力是F. 根据牛到第二定律得, ① F=mω2R ② 由①②得 ③ 又因为F=F0+40N ④ 由③④得F=45N ⑤ (2)设线断开时速度为V. 由F=得,V= (3)设桌面高度为h,落地点与飞出桌面点的水平距离为s. s=vt=5×0.4m=2m 则抛出点到桌边的水平距离为l=ssin60°=2×=1.73m. 答:(1)线断开前的瞬间,线的拉力大小为45N; (2)小球运动的线速度为5m/s; (3)小球飞出后的落地点距桌边的水平距离为1.73m. 【点评】本题考查了圆周运动和平抛运动的综合运用,知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律和圆周运动向心力的来源是解决本题的关键.  
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考点分析:
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航模兴趣小组设计出一架遥控飞行器,其质量m=2kg,动力系统提供的恒定升力F=28N.试飞时,飞行器从地面由静止开始竖直上升.设飞行器飞行时所受的阻力大小不变,g取10m/s2

(1)第一次试飞,飞行器飞行t1=8s 时到达高度H=64m.求飞行器所阻力f的大小;

(2)第二次试飞,飞行器飞行t2=6s 时遥控器出现故障,飞行器立即失去升力.求飞行器能达到的最大高度h;

(3)为了使飞行器不致坠落到地面,求飞行器从开始下落到恢复升力的最长时间t3

 

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我海军小分队在进行登陆钓鱼岛演习.一大型战舰停在离某海岛登陆点一定距离处.登陆队员需要从较高的甲板上利用绳索下滑到海水中的快艇上,再开快艇接近登陆点.绳索的一端固定在战舰甲板边缘,另一端固定在快艇上,使绳索处于绷直状态,其长度l=16m.队员沿绳索先由静止匀加速下滑,再匀减速滑到快艇时速度刚好为零,此过程中队员的最大速度vm=8m/s.当队员抵达快艇后,立即撤除绳索,快艇正对登陆点从静止开始以a1=2m/s2的加速度匀加速直线行驶一段时间后,立即改做加速度大小为a2=4m/s2匀减速直线运动.到达海岛登陆点时速度恰好为零.快艇距登陆点的直线距离s=540m,撤除绳索时间忽略不计,队员和快艇均视为质点,求队员登岛的总时间.

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为了探究一定深度的水不同高度的水流射程与排水孔高度的关系,某探究性学习小组设计了如图所示的实验装置,取一只较高的塑料瓶(如可乐饮料瓶)在侧壁的母线上钻一排小孔,保持小孔的间距约为2.5cm,在每个小孔中紧插一段圆珠笔芯的塑料管,作为排水管,再剪若干小段软塑料管,将其一头加热软化封闭起来,作为排水管的套帽,先后只打开其中某一小孔,让水汽处,测得此时该水流的射程为s和其对应排水孔到底面的高度为h,利用描点法就可画出h﹣s的图象(如图1),请你分析这一实验,并回答:

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(1)实验时需要逐次让不同的管口喷水,每次实验时你认为应在哪些相同的条件进行实验(  )

A.每次实验时液面初始高度保持为H

B.塑料瓶侧壁上不同的小孔的孔径d应相同

C.不同组别实验时所用的塑料瓶口径D应相同

D.为得到正确的实验结论,应选用规则的柱形容器

(2)根据所学知识,你能否先猜想一下:

①s﹣h图象(如图2)大致是图中所示的A、B、C三条曲线中的哪一条?     

②水孔高度h为多少时水流射程最大?     (以图中字母表示).

(3)试从理论上证明你的猜想.

 

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图甲所示为某实验小组利用气垫导轨来探究合力一定时,物体的加速度与质量之间的关系的实验装置,实验时,将滑块从图甲所示的位置由静止释放,由数字计时器(图中未画出)得到遮光条通过光电门1、2的时间分别为t1、t2,;用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离为x,用游标卡尺测得遮光条的宽度为d,则:

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(1)滑块经过光电门1时的速度v1=     ;经过光电门2时的速度v2=     ,滑块的加速度a=     .(均用题中所给字母表示)

(2)若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度,如图乙所示,其示数为      mm.

 

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如图甲所示,水平传送带的长度L=6m,皮带轮的半径R=0.25m,皮带轮以角速度ω顺时针匀速转动,现有一质量为1kg的小物体(视为质点)以水平速度v0从A点滑上传送带,越过B点后做平抛运动,其水平位移为x.保持物体的初速度v0不变,多次改变皮带轮的角速度ω,依次测量水平位移x,得到如图乙所示的x﹣ω图象,则下列说法正确的是(已知重力加速度g=10m/s2)(  )

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A.当0<ω<4rad/s时,物体在传送带上一直做匀减速直线运动

B.当ω≥28rad/s时,物体在传送带上一直加速

C.当ω=24rad/s时,传送带对物体做的功为6.0J

D.v0=5m/s

 

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