【題目】如圖所示,一個質(zhì)量為m=1kg的小球拴在長為L=1m的細線上做成一個單擺,把小球從平衡位置O拉至A,使細線與豎直方向成θ=37度角,然后輕輕釋放,不計一切阻力,如果從開始到第一次運動到O點的時間為0.2s,

(1)釋放后小球運動到P點正下方時的速度大小?此過程中細線的拉力對小球的沖量大小是多少?

(2)若在懸點O′的正下方有一顆釘子P,釘子位置離懸點O’點的距離為h,h在什么范圍內(nèi)才能使小球繞釘子來回擺動?

(3) h滿足什么條件可使小球繞釘做圓周運動?

【答案】(1)2m/s,4N.s(2)0≤h≤0.8m(3)0.92m≤h′≤1.0m

【解析】

釋放后小球運動到P點正下方,由機械能都守恒求出小球運動到P點正下方時的速度大小,根據(jù)動量定理可得細線的拉力對小球的沖量大小;小球繞釘來回擺動時,只能擺到跟開始位置A等高的地方,釘子P的位置范圍只能在過A點的水平線與豎直線OO′的交點上方小球繞釘子恰好能在豎直平面內(nèi)做圓周運動,在最高點時由重力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律列式求出小球通過最高點的臨界速度,再由機械能守恒定律列式求出h,從而得到h的范圍;

解:(1)釋放后小球運動到P點正下方小球的機械能都守恒,則有:

解得:

根據(jù)動量定理可得:

細線的拉力對小球的沖量大小

(2)小球繞釘來回擺動時,只能擺到跟開始位置A等高的地方,釘子P的位置范圍只能在過A點的水平線與豎直線OO′的交點上方(如圖a),即釘子離懸點O′的距離h應(yīng)滿足條件,即

(3)設(shè)釘子在位置時剛好使小球能繞釘做圓周運動,圓半徑,設(shè)小球在最高點C的速度為vC,并規(guī)定最低處為重力勢能的零位置(如圖b),由A、C兩位置時的機械能守恒,

剛好能越過C點做圓周運動,即

解得:

所以釘子離懸點的距離

所以,能繞釘做圓周運動時釘子離懸點的距離離應(yīng)滿足條件:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,把由同種玻璃制成的厚度為d的立方體A和半徑為d的半球體B分別放在報紙上,且讓半球的凸面向上.從正上方(B來說是最高點)豎直向下分別觀察A、B中心處報紙上的文字,下面的觀察記錄正確的是

①看到A中的字比B中的字高

②看到B中的字比A中的字高

③看到A、B中的字一樣高

④看到B中的字和沒有放玻璃半球時一樣高

A. ①④ B. 只有① C. 只有② D. ③④

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一位同學(xué)在學(xué)習(xí)了滑動摩擦力之后,想自己的運動鞋與某種木板之間的動摩擦系數(shù)。于是他通過實驗探究這個問題。本實驗中,該同學(xué)設(shè)計了兩種方案:

方案一:木板水平固定。通過彈簧測力計水平拉動木板上的運動鞋,如圖甲所示.

方案二:運動鞋與彈簧測力計的一端相連,彈簧測力計的另一端固定在墻壁上。通過細繩水平拉動運動鞋下方的木板如圖乙所示.

兩種方案中,你認為更合理、更易于操作的是方案______(填:一或二);

選擇該方案的原因是:___________.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖a所示,兩平行正對的金屬板A、B間相距為dAB,兩板間加有如圖b所示的交變電壓,質(zhì)量為m,帶電量為+q的粒子被固定在兩板的正中間P處,且。下列說法正確的是

At=0由靜止釋放該粒子,一定能到達B板

Bt=T/4由靜止釋放該粒子,可能到達B板

C在0< t< T/2和 T/2< t<T兩個時間段內(nèi)運動的粒子加速度相同

D在T/4< t< T/2期間由靜止釋放該粒子,一定能到達A板

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在兩條平行的虛線內(nèi)存在著寬度為L、場強為E的勻強電場,在與右側(cè)虛線相距也為L處有一與電場平行的屏,F(xiàn)有一電荷量為+q、質(zhì)量為m的帶電粒子(重力不計),以垂直于電場線方向的初速度V0射入電場中,V0方向的延長線與屏的交點為O。試求:

1)粒子從射入到打到屏上所用的時間;

2)粒子剛射出電場時的速度方向與初速度方向間夾角的正切值tanα;

3)粒子打到屏上的點PO點的距離S。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,三個固定的帶電小球a、bc,相互間的距離分別為ab=5 cm,bc=3 cm,ca=4 cm。小球c所受庫侖力的合力的方向平衡于a、b的連線。設(shè)小球a、b所帶電荷量的比值的絕對值為k,則( )

A. a、b的電荷同號,

B. a、b的電荷異號,

C. a、b的電荷同號,

D. a、b的電荷異號,

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】光滑水平面上放有一上表面光滑、傾角為α的斜面A,斜面質(zhì)量為M、底邊長為L,如圖所示。將一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點的滑塊B從斜面的頂端由靜止釋放,滑塊B經(jīng)過時間t剛好滑到斜面底端。此過程中斜面對滑塊的支持力大小為FN,則下列說法中正確的是(  )

A. 滑塊下滑過程中支持力對B的沖量大小為FNt

B. 滑塊下滑過程中支持力對B的沖量大小為FNtcosα

C. 滑塊B下滑的過程中A、B組成的系統(tǒng)動量守恒

D. 此過程中斜面向左滑動的距離為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一鐵球懸掛在OB繩的下端,輕繩OA、OB、OC的結(jié)點為O,輕繩OA懸掛在天花板上的A點,輕繩OC拴接在輕質(zhì)彈簧測力計上。第一次,保持結(jié)點O位置不變,某人拉著輕質(zhì)彈簧測力計從豎直位置緩慢轉(zhuǎn)動到水平位置,如圖甲所示,彈簧測力計的示數(shù)記為F1。第二次,保持輕繩OC垂直于OA,緩慢釋放輕繩,使輕繩OA轉(zhuǎn)動到豎直位置,如圖乙所示,彈簧測力計的示數(shù)記為F2。則(  )

A. F1恒定不變,F2逐漸增大

B. F1F2均逐漸增大

C. F1先減小后增大,F2逐漸減小

D. F1逐漸增大,F2先減小后增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,ABCD為邊長為的正方形,O為正方形中心,正方形區(qū)域左、右兩對稱部分中分別存在方向垂直ABCD平面向里和向外的勻強磁場。一個質(zhì)量為、電荷量為q的帶正電粒子從B點處以速度v垂直磁場方向射入左側(cè)磁場區(qū)域,速度方向與BC邊夾角為,粒子恰好經(jīng)過O點,已知,粒子重力不計。

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