【題目】如圖所示，半徑的大圓環(huán)豎直固定放置，O點(diǎn)是大圓環(huán)的圓心，O'點(diǎn)是O點(diǎn)正上方一個(gè)固定點(diǎn)。一根長(zhǎng)為L=5 m的輕繩一端固定在O'點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量m=1 kg的小球，將輕繩拉至水平并將小球由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)O時(shí)，輕繩剛好被拉斷。已知重力加速度g=10 m/s2，求:

(1)輕繩所能承受的最大拉力；

(2)小球落至大圓環(huán)上時(shí)的動(dòng)能。

【答案】30N 100J

【解析】試題分析：輕繩被拉斷前瞬間所承受的拉力最大．先根據(jù)機(jī)械能守恒定律求出小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的速度，結(jié)合牛頓第二定律求出繩子的最大拉力；繩子斷裂后，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，抓住豎直位移和水平位移的關(guān)系求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，再求出小球落到大圓環(huán)上的速度，從而求出動(dòng)能。

(1)小球由靜止運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)的過(guò)程中機(jī)械能守恒，有：

小球在最低點(diǎn)O時(shí)，由牛頓第二定律有

解得：Fm=30 N

由牛頓第三定律可知，輕繩所能承受的最大拉力為30 N。

（2）繩被拉斷后，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，

在水平方向：

在豎直方向：

位移間關(guān)系為：

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：t=1s

小球落在大圓環(huán)上時(shí)速度為：

小球的動(dòng)能為：

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，長(zhǎng)為L，傾角為θ的光滑絕緣斜面處于電場(chǎng)中，一帶電量為+q，質(zhì)量為m的小球，以初速度由斜面底端的A點(diǎn)開(kāi)始沿斜面上滑，到達(dá)斜面頂端的速度仍為，則 ( )

A. A.B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為

B. 小球在B點(diǎn)的電勢(shì)能一定大于小球在A點(diǎn)的電勢(shì)能

C. 若電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的最小值為

D. 若該電場(chǎng)是斜面中點(diǎn)垂直斜面正上方某點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的，則Q一定是正電荷

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于傾角θ=30°的斜面上，導(dǎo)軌上、下端各接有阻值R=10Ω的電阻，導(dǎo)軌自身電阻忽略不計(jì)，導(dǎo)軌寬度L=2m，在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有垂直于導(dǎo)軌平面向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.5T．質(zhì)量為m=0.1kg，電阻r=5Ω的金屬棒ab在較高處由靜止釋放，金屬棒ab在下滑過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直且與導(dǎo)軌接觸良好．當(dāng)金屬棒ab下滑高度h =3m時(shí)，速度恰好達(dá)到最大值v=2m/s．求：

（1）金屬棒ab在以上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能的減少量．

（2）金屬棒ab在以上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)軌下端電阻R中產(chǎn)生的熱量．（g=10m/s2）

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列物理量及對(duì)應(yīng)的單位不正確的是

A. 加速度m/s2

B. 磁感應(yīng)強(qiáng)度B

C. 磁通量Wb

D. 電場(chǎng)強(qiáng)度V/m

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】按下圖用玩具手槍做射擊實(shí)驗(yàn)．先在豎直放置的靶上建立平面直角坐標(biāo)系（x軸沿水平方向）．實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持槍管水平，每次射擊，子彈射出槍口的速度大小均相同且槍口的位置不變．第1次射擊，槍口對(duì)準(zhǔn)坐標(biāo)原點(diǎn)O且槍口與O點(diǎn)的連線垂直于xoy平面；第2次射擊，槍口對(duì)準(zhǔn)x=d處；第3次射擊，槍口對(duì)準(zhǔn)x=2d處；……；第6次射擊，槍口對(duì)準(zhǔn)x=5d處．實(shí)驗(yàn)后，用光滑的曲線將靶上的這6個(gè)彈孔連接起來(lái)．則這條曲線的形狀可能是下圖

A. B.

C. D.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】關(guān)于電源的電動(dòng)勢(shì)E，下列說(shuō)法中正確的是（　　）

①電動(dòng)勢(shì)E的大小與非靜電力所做的功W的大小成正比，與移動(dòng)電荷量q的大小成反比

②電動(dòng)勢(shì)E由電源本身決定，跟電源的體積和外電路均無(wú)關(guān)

③電動(dòng)勢(shì)E的單位與電勢(shì)、電勢(shì)差的單位都是伏特．其三者本質(zhì)一樣的．

④電動(dòng)勢(shì)E表征電源把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的本領(lǐng)大小的物理量．

A. ①② B. ①③ C. ③④ D. ②④

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列說(shuō)法中正確的是（ ）

A.γ射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B.β射線比α射線更容易使氣體電離

C.氫有三種同位素：11H、12H、13H，它們中子數(shù)相等

D.原子核的電荷數(shù)即為原子核所帶的電荷量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根足夠長(zhǎng)的固定的平行金屬導(dǎo)軌位于同一水平面內(nèi)，兩導(dǎo)軌間的距離為，導(dǎo)軌上面橫放著兩根導(dǎo)體棒和，構(gòu)成矩形回路，兩根導(dǎo)體棒的質(zhì)量皆為，電阻皆為，回路中其余部分的電阻可不計(jì)。在整個(gè)導(dǎo)軌平面內(nèi)都有豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為。設(shè)兩導(dǎo)體棒均可沿導(dǎo)軌無(wú)摩擦地滑行，開(kāi)始時(shí)，棒靜止，棒有指向棒的初速度，若兩導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)中始終不接觸，求：

（1）在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的焦耳熱最多是多少？

（2）當(dāng)棒的速度變?yōu)槌跛俣鹊?/span>時(shí)，棒的加速度是多少？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】下列物理量的單位中，屬于基本單位的是

A.NB.m/sC.m/s2D.kg

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同步練習(xí)冊(cè)答案