【題目】如圖所示,半徑為、質(zhì)量為m的小球用兩根不可伸長(zhǎng)的輕繩a、b連接繩子的延長(zhǎng)線經(jīng)過球心,兩輕繩的另一端系在一根豎直桿的A、B兩點(diǎn)上,A、B兩點(diǎn)相距為l,當(dāng)兩輕繩伸直后,A、B兩點(diǎn)到球心的距離均為l。當(dāng)豎直桿以自己為軸轉(zhuǎn)動(dòng)并達(dá)到穩(wěn)定時(shí)輕繩a、b與桿在同一豎直平面內(nèi)。求:

1豎直桿角速度ω為多大時(shí),小球恰好離開豎直桿?

2當(dāng)豎直桿角速度ω=時(shí),輕繩a的張力Fa為多大?

【答案】123mg

【解析】

試題分析:1小球恰好離開豎直桿時(shí),小球與豎直桿間的作用力為零,設(shè)此時(shí)輕繩a與豎直桿間的夾角為α,由題意可知sin α=,

沿半徑:Fasin α=mω2r

垂直半徑:Facos α=mg

聯(lián)立解得

2若角速度ω再增大,小球?qū)㈦x開豎直桿,在輕繩b恰伸直前,設(shè)輕繩a與豎直桿的夾角為β,此時(shí)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=lsin β

沿半徑:Fasin β=mω2r,

垂直半徑:Facos β=mg

聯(lián)立解得Fa=mω2l

當(dāng)輕繩b恰伸直時(shí),β=60°,此時(shí)

由于

故輕繩b已拉直,小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r=lsin 60°

沿半徑:Fasin 60°+Fbsin 60°=mω2r

垂直半徑:Facos 60°=Fbcos 60°+mg

聯(lián)立解得Famlω2+mg,代入數(shù)據(jù)解得:Fa=3mg

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用如圖1實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,從高處由靜止開始下落,上拖著的紙帶帶出一系列的點(diǎn),對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為,、,(以下所用答案均要保留三位有效數(shù)字)

1)紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度 ;

2)在大下點(diǎn)過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量 ,系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量 ;由此得出的結(jié)論是 。

3)若某同學(xué)作出了圖線(如圖3),據(jù)圖線得到的重力加速度為 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量為50kg的人從一平臺(tái)上跳下,下落2m后雙腳著地,接著他用雙腿彎曲的方法緩沖,使自身的重心又下降了0.5m.假設(shè)地面對(duì)人的作用力為恒力,求此力的大。╣=10m/s2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在以下敘述的現(xiàn)象中利用了反沖現(xiàn)象的實(shí)例有()

A. 火箭噴氣升空 B. 射水魚噴水捕食

C. 章魚噴水快速退游 D. 潛水艇排水浮出

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的曲線運(yùn)動(dòng),下列說法中不正確的是()

A. 曲線運(yùn)動(dòng)肯定是一種變速運(yùn)動(dòng) B. 變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)

C. 曲線運(yùn)動(dòng)可以是速度不變的運(yùn)動(dòng) D. 曲線運(yùn)動(dòng)可以是加速度不變的運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)有四分之一圓弧軌道固定在水平桌面上,圓心為O點(diǎn)。一小滑塊自圓弧軌道A處由靜止開始自由滑下,在B點(diǎn)沿水平方向飛出,落到水平地面C點(diǎn)。已知小滑塊的質(zhì)量為,C點(diǎn)與B點(diǎn)的水平距離為點(diǎn)高度為125m,圓弧軌道半徑R=10m,取g=10m/s2。求小滑塊:

1從B點(diǎn)飛出時(shí)的速度大小

2在B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大小

3沿圓弧軌道下滑過程中克服摩擦力所做的功

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】多選如圖所示,氕、氘、氚的原子核自初速度為零經(jīng)同一電場(chǎng)加速后,又經(jīng)同一勻強(qiáng)電場(chǎng)偏轉(zhuǎn),最后打在熒光屏上,那么

A經(jīng)過加速電場(chǎng)的過程中,靜電力對(duì)氚核做的功最多

B經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的過程中,靜電力對(duì)三種核做的功一樣多

C三種原子核打在屏上的速度一樣大

D三種原子核都打在屏的同一位置上

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列說法中正確的是

A. 物體溫度改變時(shí),物體分子的平均動(dòng)能一定改變

B. 物體吸收熱量后,溫度一定升高

C. 布朗運(yùn)動(dòng)就是液體分子的熱運(yùn)動(dòng)

D. 當(dāng)分子間的距離變小時(shí),分子間作用力一定減小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】由波源S形成的簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播。波源振動(dòng)的頻率為20Hz,波速為16m/s。已知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源S的兩側(cè),且P、Q和S的平衡位置在一條直線上,P、Q的平衡位置到S的平衡位置之間的距離分別為158 m、146 m,P、Q開始震動(dòng)后,下列判斷正確的是_____。填正確答案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分,選對(duì)2個(gè)得4分,選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分,最低得分為0分

AP、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相同

BP、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相反

C當(dāng)S恰好通過平衡位置時(shí),P、Q兩點(diǎn)也正好通過平衡位置

D當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí),P在波峰

E當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí),Q在波峰

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