(2010·重慶卷)24.(18分)小明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動。當(dāng)球某次運動到最低點時,繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地。如題24圖所示。已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為d,重力加速度為g。忽略手的運動半徑和空氣阻力。

(1)求繩斷時球的速度大小和球落地時的速度大小

(2)向繩能承受的最大拉力多大?

(3)改變繩長,使球重復(fù)上述運動,若繩仍在球運動到最低點時斷掉,要使球拋出的水平距離最大,繩長應(yīng)是多少?最大水平距離為多少?

 

【答案】

(1)(2)(3)

【解析】

(1)設(shè)繩段后球飛行時間為t,由平拋運動規(guī)律,有

豎直方向,水平方向

由機械能守恒定律,有

(2)設(shè)繩能承受的最大拉力大小為T,這也是球受到繩的最大拉力大小。

球做圓周運動的半徑為

由圓周運動向心力公式,有

得   

(3)設(shè)繩長尾l,繩斷時球的速度大小為,繩承受的最大推力不變,

有      得

繩斷后球做平拋運動,豎直位移為,水平位移為x,時間為

   

得   

當(dāng)時,有極大值,

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2010·重慶卷)某同學(xué)用打點計時器測量做勻加速直線運動的物體的加速度,電源頻率f=50 Hz.在紙帶上打出的點中,選出零點,每隔4個點取1個計數(shù)點,因保存不當(dāng),紙帶被污染,如下圖所示,AB、CD是依次排列的4個計數(shù)點,僅能讀出其中3個計數(shù)點到零點的距離;xA=16.6 mm,xB=126.5 mm,xD=624.5 mm.

若無法再做實驗,可由以上信息推知:

(1)相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為________s;

(2)打C點時物體的速度大小為________m/s(取2位有效數(shù)字);

(3)物體的加速度大小為________(用xAxBxDf表示).

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(2010·重慶卷)某同學(xué)用打點計時器測量做勻加速直線運動的物體的加速度,電源頻率f=50 Hz.在紙帶上打出的點中,選出零點,每隔4個點取1個計數(shù)點,因保存不當(dāng),紙帶被污染,如下圖所示,ABC、D是依次排列的4個計數(shù)點,僅能讀出其中3個計數(shù)點到零點的距離;xA=16.6 mm,xB=126.5 mm,xD=624.5 mm.

若無法再做實驗,可由以上信息推知:

(1)相鄰兩計數(shù)點的時間間隔為________s;

(2)打C點時物體的速度大小為________m/s(取2位有效數(shù)字);

(3)物體的加速度大小為________(用xA、xB、xDf表示).

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(2010·重慶卷)17.輸入電壓為220V,輸出電壓為36V的變壓器副線圓燒壞,為獲知此變壓器原、副線圈匝數(shù),某同學(xué)拆下燒壞的副線圈,用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上新繞了5匝線圈,如題17圖所示,然后將原線圈接到220V交流電源上,測得新繞線圈的端電壓為1V,按理想變壓器分析,該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數(shù)分別為:

A  1100、360                 B 1100、180

C  2200、180                 D 220、360

 

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科目:高中物理 來源:新人教版高三物理選修3-1磁場及其對電流的作用專項練習(xí)(解析版) 題型:選擇題

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由以上信息可知,從圖中a、b、c處進大的粒子對應(yīng)表中的編號分別為(    )

A 3、5、4              B4、 2、5

C5、3、2               D2、4、5   

 

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A  1:6400         B  1:80

C   80:1          D 6400:1

 

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