(18分)如圖21所示,一根長0.1m的細(xì)線,一端系著一個(gè)質(zhì)量為0.18kg的小球,拉住線的另一端,使球在光滑的水平桌面上作勻速圓周運(yùn)動(dòng),使小球的轉(zhuǎn)速很緩慢地增加,當(dāng)小球的轉(zhuǎn)速增加到開始時(shí)轉(zhuǎn)速的3倍時(shí),細(xì)線斷開,線斷開前的瞬間線的拉力比開始時(shí)大40N,求:
(1)線斷開前的瞬間,線的拉力大小。
(2)線斷開的瞬間,小球運(yùn)動(dòng)的線速度。
(3)如果小球離開桌面時(shí),速度方向與桌邊的夾角為,桌面高出地面0.8m,求小球飛出后的落地點(diǎn)距桌邊的水平距離。
(1) F=45N(6分) (2) (6分) (3) (6分)
解析試題分析:(1)設(shè)開始時(shí)角速度為,向心力是,線斷開的瞬間,角速度為,線的拉力是.
線的拉力等于向心力有: , 則:
又因?yàn)?img src="http://thumb.zyjl.cn/pic5/tikupic/58/2/9jozs.png" style="vertical-align:middle;" />得:
(2)設(shè)線斷開時(shí)速度為。由得:
(3)設(shè)桌面高度為,落地點(diǎn)與飛出桌面點(diǎn)的水平距離為,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律:
,
則拋出點(diǎn)到桌邊的水平距離為
考點(diǎn):本題考查了牛頓第二定律、平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
一長=0.80m的輕繩一端固定在點(diǎn),另一端連接一質(zhì)量=0.10kg的小球,懸點(diǎn)距離水平地面的高度H = 1.00m。開始時(shí)小球處于點(diǎn),此時(shí)輕繩拉直處于水平方向上,如圖所示。讓小球從靜止釋放,當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí),輕繩碰到懸點(diǎn)正下方一個(gè)固定的釘子P時(shí)立刻斷裂。不計(jì)輕繩斷裂的能量損失,取重力加速度g=10m/s2。求:
(1)當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)時(shí)的速度大;
(2)繩斷裂后球從點(diǎn)拋出并落在水平地面的C點(diǎn),求C點(diǎn)與點(diǎn)之間的水平距離;
(3)若OP=0.6m,輕繩碰到釘子P時(shí)繩中拉力達(dá)到所能承受的最大拉力斷裂,求輕繩能承受的最大拉力。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(15分)如圖所示,水平光滑絕緣軌道MN的左端有一固定絕緣擋板,軌道所在空間存在水平向左、E=4×102N/C的勻強(qiáng)電場。一個(gè)質(zhì)量m=0.2kg、帶電荷量q=5.0×10-5C的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),從軌道上與擋板相距x1=0.2m的P點(diǎn)由靜止釋放,滑塊在電場力作用下向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)滑塊與擋板碰撞后滑塊沿軌道向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)到與擋板相距x2=0.1m的Q點(diǎn),滑塊第一次速度減為零。若滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中,電荷量始終保持不變,求:
(1)滑塊由靜止釋放時(shí)的加速度大小a;
(2)滑塊從P點(diǎn)第一次達(dá)到擋板時(shí)的速度大小v;
(3)滑塊與擋板第一次碰撞的過程中損失的機(jī)械能ΔE。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(10分)如圖所示,光滑絕緣的細(xì)圓管彎成半徑為R的半圓形,固定在豎直面內(nèi)、管口B、C的連線是水平直徑,現(xiàn)有一帶正電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從B點(diǎn)正上方的A點(diǎn)自由下落,A、B兩點(diǎn)間距離為4R,從小球進(jìn)入管口開始,整個(gè)空間中突然加上一個(gè)勻強(qiáng)電場,電場力在豎直方向的分力與重力大小相等、方向相反,結(jié)果小球從管口C處脫離圓管后,其運(yùn)動(dòng)軌跡經(jīng)過A點(diǎn),設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過程中電荷量不變,重力加速度為g.求:
(1)小球到達(dá)B點(diǎn)的速度大;
(2)小球受到的電場力的大小和方向;
(3)小球經(jīng)過管口C處時(shí)對(duì)圓管壁的壓力.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(8分)光滑水平面AB與豎直面的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)銜接,導(dǎo)軌半徑R,如圖所示,物塊質(zhì)量為m,彈簧處于壓縮狀態(tài),現(xiàn)剪斷細(xì)線,在彈力的作用下獲得一個(gè)向右的速度,當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍,之后向上運(yùn)動(dòng)恰能完成半圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn),求:
(1)彈簧對(duì)物塊的彈力做的功;
(2)物塊從B至C克服摩擦阻力所做的功;
(3)物塊離開C點(diǎn)后落回水平面時(shí)動(dòng)能的大小
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,在光滑水平地面上有一固定的擋板,擋板左端固定一個(gè)輕彈簧,F(xiàn)有一質(zhì)量M=3kg,長L=4m的小車AB(其中為小車的中點(diǎn),部分粗糙,部分光滑)一質(zhì)量為m=1kg的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),放在車的最左端,車和小物塊一起以4m/s的速度在水平面上向右勻速運(yùn)動(dòng),車撞到擋板后瞬間速度變?yōu)榱悖磁c擋板粘連。已知車部分的長度大于彈簧的自然長度,彈簧始終處于彈性限度內(nèi),小物塊與車部分之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3,重力加速度。求:
(1)小物塊和彈簧相互作用的過程中,彈簧具有的最大彈性勢(shì)能;
(2)小物塊和彈簧相互作用的過程中,彈簧對(duì)小物塊的沖量;
(3)小物塊最終停在小車上的位置距端多遠(yuǎn)。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
如圖所示,光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相接,導(dǎo)軌半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放,在彈力作用下物塊獲得某一向右速度后脫離彈簧,當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍,之后向上運(yùn)動(dòng)恰能完成半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn).試求:
(1)彈簧開始時(shí)的彈性勢(shì)能;
(2)物塊從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)克服阻力做的功;
(3)物塊離開C點(diǎn)后落回水平面時(shí)的動(dòng)能.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
放在水平地面上一質(zhì)量為m=2kg的質(zhì)點(diǎn),在水平恒定外力作用下由靜止開始沿直線運(yùn)動(dòng),4 s內(nèi)通過8 m的距離,此后撤去外力,質(zhì)點(diǎn)又運(yùn)動(dòng)了2 s停止,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中所受阻力大小不變,求:
(1)撤去水平恒定外力時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度大;
(2)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中所受到的阻力大小;
(3)質(zhì)點(diǎn)所受水平恒定外力的大。
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
(8分)一顆人造地球衛(wèi)星在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),衛(wèi)星距地面的高度是地球半徑的15倍,即h=15R,試計(jì)算此衛(wèi)星的線速度大小。已知地球半徑R=6400km,地球表面重力加速度g=10m/s2.
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