如圖，質(zhì)量為0.5kg的杯子里盛有1kg的水，用繩子系住水杯在豎直平面內(nèi)做“水流星”表演，轉(zhuǎn)動半徑為1m，水杯通過最高點的速度為4m/s，求：
（1）在最高點時，繩的拉力多大？
（2）在最低點時水對杯底的壓力多大？
分析：（1）杯子和水整體做圓周運動，在最高點．拉力和重力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可；
（2）先根據(jù)機械能守恒定律列式求解最低點速度；在最低點，重力和拉力的合力提供向心力，再次根據(jù)牛頓第二定律列式求解拉力．
解答：解：（1）杯子和水整體做圓周運動，在最高點．拉力和重力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：
T+（m+M）g=（m+M）
v2
l

解得：T=（m+M）
v2
l
-（m+M）g=（0.5+1）×
42
1
-（0.5+1）×10=9N；
（2）杯子和水整體做圓周運動，只有重力做功，機械能守恒，有：
（m+M）g?2l=
1
2
(m+M)
v
2
1
-
1
2
(m+M)v2
解得：v1=
v2+4gl
=
16+4×10×1
=2
14
m/s
對于水，重力和支持力的合力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律，有：
N-Mg=M
v
2
1
l

解得：N=Mg+M
v
2
1
l
=1×10+1×
56
1
=66N
答：（1）在最高點時，繩的拉力為9N；
（2）在最低點時水對杯底的壓力為66N．
點評：本題關鍵找出向心力來源，然后結合機械能守恒定律和牛頓第二定律列式求解．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）以下有關高中物理實驗的一些描述中，正確的是
AC
AC

A．在“研究平拋運動”實驗中，需要用重錘線確定豎直方向
B．在“用油膜法測分子直徑的大小”的實驗中應直接將純油酸滴入水中
C．在“用單擺測定重力加速度”實驗中，如果擺長測量無誤．測得的g值偏小，其原因可能是將全振動的次數(shù)N誤計為N-1
D．在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，需要用天平測物體的質(zhì)量
E．在“用描跡法畫出電場中平面上的等勢線”的實驗中，導電紙上形成的是兩等量異種點電荷的靜電場．
（2）（12分）某興趣小組為了測量一待測電阻Rx的阻值，準備先用多用電表粗測出它的阻值，然后再用伏安法精確地測量．實驗室里準備了以下器材：
A．多用電表                           B．電壓表Vl，量程3V，內(nèi)阻約5kΩ
C．電壓表V2，量程15V，內(nèi)阻約25kΩ    D．電流表Al，量程0.6A，內(nèi)阻約0.2Ω
E．電流表A2，量程3A，內(nèi)阻約0.04Ω     F．電源，電動勢E=4.5V
G．滑動變阻器Rl，最大阻值5Ω，最大電流為3A
H．滑動變阻器R2，最大阻值200Ω，最大電流為1.5A    I．電鍵S、導線若干
①在用多用電表粗測電阻時，該興趣小組首先選用“×10”歐姆擋，其阻值如圖甲中指針所示，為了減小多用電表的讀數(shù)誤差，多用電表的選擇開關應換用
×1
×1
歐姆擋；
②按正確的操作程序再一次用多用電表測量該待測電阻的阻值時，其阻值如圖乙中指針所示，則Rx的阻值大約是
9
9
Ω；
③在用伏安法測量該電阻的阻值時，要求盡可能準確，并且待測電阻的電壓從零開始可以連續(xù)調(diào)節(jié)，則在上述提供的器材中電壓表應選
B
B
；電流表應選
D
D
；滑動變阻器應選
G
G
．（填器材前面的字母代號）

        


        
④在虛線框內(nèi)畫出用伏安法測量該電阻的阻值時的實驗電路圖．

			
        

			
        
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：閱讀理解
			
        

						
        （1）如圖a所示，用鐵架臺、彈簧和多個質(zhì)量相等的鉤碼，探究在彈性限度內(nèi)彈簧彈力與彈簧伸長長度的關系實驗．

        ①為完成實驗，還需要的實驗器材有：
        刻度尺，天平
        刻度尺，天平
        ．
        ②圖b是彈簧所受彈力F與彈簧伸長長度x的F-x圖線，由此可求出彈簧的勁度系數(shù)為
        200
        200
        N/m．圖線不過原點的原因是由于
        彈簧有自重
        彈簧有自重
        ．
        （2）有一根長陶瓷管，其表面均勻地鍍有一層很薄的電阻膜，管的兩端有導電箍M和N，如圖所示．用多用表電阻檔測得MN間的電阻膜的電阻約為100Ω，陶瓷管的直徑遠大于電阻膜的厚度．某同學利用下列器材設計了一個測量該電阻膜厚度d的實驗．
        A．刻度尺（最小分度為mm）；
        B．游標卡尺；
        C．電流表A1（量程0～300mA，內(nèi)阻約0.2Ω）；
        D．電流表A2 （量程0～100mA，內(nèi)阻約0.6Ω）；
        E．電壓表V1 （量程10V，內(nèi)阻約5kΩ）；
        F．電壓表V2 （量程5V，內(nèi)阻約3kΩ）；
        G．滑動變阻器R1 （阻值范圍0～50Ω，額定電流1.5A）；
        H．滑動變阻器R2 （阻值范圍0～1.5KΩ，額定電流1A）；
        I．電源E （電動勢9V，內(nèi)阻可不計）；
        J．開關一個，導線若干．
        ①他用毫米刻度尺測出電阻膜的長度為l，用游標卡尺測量該陶瓷管的外徑D．
        ②為了比較準確地測量電阻膜的電阻，且調(diào)節(jié)方便，實驗中應選用電流表
        D
        D
        ，電壓表
        E
        E
        ，滑動變阻器
        H
        H
        ．（填寫器材前面的字母代號）
        ③在答題卷方框內(nèi)畫出測量電阻膜的電阻R的實驗電路圖．
        ④若電壓表的讀數(shù)為U，電流表的讀數(shù)為I，鍍膜材料的電阻率為ρ，計算電阻膜厚度d的數(shù)學表達式為：d=
        ρlI
        πDU
        ρlI
        πDU
        （用所測得的量和已知量的符號表示）．
        

			
        

			
        
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：閱讀理解
			
        

						
        （一）電壓表是測定電路兩端電壓的儀表，理想電壓表的內(nèi)阻可視為無限大，但實際使用的電壓表的內(nèi)阻并不是無限大．為了測定某一電壓表的內(nèi)阻，給出了以下器材：
        A．待測電壓表（0～3V，內(nèi)阻在3.5kΩ～4.5kΩ之間）；
        B．電流表（0～1mA）；C．滑動變阻器（0～50Ω）；
        D．開關；E．電源（1.5V的干電池兩節(jié)）；F．導線若干
        要求多測幾組數(shù)據(jù)，利用作圖法求電壓表的內(nèi)阻．
        （1）某同學設計了如圖1所示的電路圖，但根據(jù)電路圖正確連接實物后，在實際測量時，發(fā)現(xiàn)無論怎樣移動滑動變阻器的滑片，電壓表和電流表的示數(shù)都幾乎不發(fā)生變化，請你簡述他在設計中存在的問題
         
        ．
        （2）請你另外設計一個電路圖，畫在圖2所示的方框內(nèi)．
        （3）根據(jù)你設計的電路圖，將圖3中實物連接起來．
        精英家教網(wǎng)
        （二）有一學生要研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與彈簧長度改變量的關系，他的實驗如下：在離地面高度為h的光滑水平桌面上，沿著與桌子邊緣垂直的方向放置一輕質(zhì)彈簧，其左端固定，右端與質(zhì)量為m的一小鋼球接觸．當彈簧處于自然長度時，小鋼球恰好在桌子邊緣．如圖4所示，讓鋼球向左壓縮彈簧一段距離后由靜止釋放，使鋼球沿水平方向射出桌面，小球在空中飛行后落到水平地面，水平距離為S．
        （1）請你推導出彈簧的彈性勢能EP與小鋼球質(zhì)量m、桌面離地面高度h、水平距離s等物理量的關系式：
         
        ．
        （2）彈簧長度的壓縮量x與對應的鋼球在空中飛行的水平距離S的實驗數(shù)據(jù)如下表所示：
        

        


        
彈簧長度壓縮量x（cm）
0.50
0.75
1.00
1.25
1.50
1.75
        

        
鋼球飛行水平距離s（m）
1.01
1.50
2.01
2.48
3.01
3.50
        從上面的實驗數(shù)據(jù)，請你猜測彈簧的彈性勢能EP與彈簧長度的壓縮量x之間有何關系？為什么？
         
        ．
        

			
        

			
        
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：閱讀理解
			
        

						
        （2010?天津模擬）（1）某同學做“雙縫干涉測光的波長”實驗時，相鄰兩條亮紋間的距離用帶有螺旋測微器的測量頭測出，如圖所示．測量頭的分劃板中心刻線與某亮紋中心對齊時螺旋測微器的示數(shù)為
        4.946
        4.946
        mm．
        （2）氣墊導軌是常用的一種實驗儀器．它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計），采用的實驗步驟如下：
        a．用天平分別測出滑塊A、B的質(zhì)量mA、mB
        b．調(diào)整氣墊導軌，使導軌處于水平
        C．在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止放置在氣墊導軌上
        d．用刻度尺測出A的左端至C板的距離L1，
        e．按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作．當A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下A、B分別到達C、D的運動時間t1和t2
        ①實驗中還應測量的物理量是
        B的右端至D板的距離L2
        B的右端至D板的距離L2
        ．
        ②利用上述測量的實驗數(shù)據(jù)，驗證動量守恒定律的表達式是
        mA 
        L1
        t1
        -mB
        L2
        t2
        =0
        mA 
        L1
        t1
        -mB
        L2
        t2
        =0
        ．
        ③利用上述實驗數(shù)據(jù)還可以求出被壓縮彈簧的彈性勢能的大小，請寫出彈性勢能表達式為
        EP=
        1
        2
        mA（
        L1
        t1
        ）2+
        1
        2
        mB（
        L2
        t2
        ）2，
        EP=
        1
        2
        mA（
        L1
        t1
        ）2+
        1
        2
        mB（
        L2
        t2
        ）2，

        （3）實驗桌上有下列實驗儀器：
        A．待測電源（電動勢約3V，內(nèi)阻約7Ω）：
        B．直流電流表（量程0～0.6～3A，0.6A檔的內(nèi)阻約0.5Ω，3A檔的內(nèi)阻約0.1Ω：）
        C．直流電壓表（量程0～3～15V，3V檔內(nèi)阻約5kΩ，15V檔內(nèi)阻約25kΩ）：
        D．滑動變阻器（阻值范圍為0～15Ω，允許最大電流為1A）：
        E．滑動變阻器（阻值范圍為0～1000Ω，允許最大電流為0.2A）：
        F．開關、導線若干：
        請解答下列問題：
        ①利用給出的器材測量電源的電動勢和內(nèi)阻，要求測量有盡可能高的精度且便于調(diào)節(jié)，應選擇的滑動變阻器是
        D
        D
        （填代號），應選擇的電流表量程是
        0～0.6A
        0～0.6A
        （填量程），應選擇的電壓表量程是
        0～3V
        0～3V
        （填量程）．
        ②根據(jù)某同學測得的數(shù)據(jù)得知電動勢E=3V，內(nèi)阻r=6Ω，某小燈泡的伏安特性曲線如圖所示，將此小燈泡與上述電源組成閉合回路，此時小燈泡的實際功率為
        0.375W
        0.375W
        W．（保留3位有效數(shù)字）
        

			
        

			
        
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				科目：高中物理
				來源：
				題型：閱讀理解
			
        

						
        （1）如圖所示為“探究加速度與物體受力的關系”的實驗裝置圖．圖（1）中小車A質(zhì)量為m1，連接在小車后的紙帶穿過電火花打點計時器B，它們均置于水平放置一端帶有定滑輪足夠長的木板上，p的質(zhì)量為m2，C為測力傳感器，實驗時改變p的質(zhì)量，讀出測力器不同讀數(shù)F，不計繩與滑輪的摩擦．
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        ①電火花打點計時器工作電壓為
         
        流（選填“交、直”）
         
        V
        ②下列說法正確的是
         

        A．一端帶有定滑輪的長木板必須保持水平
        B．實驗時應先接通電源后釋放小車
        C．實驗中m2應遠小于m1
        D．測力計的讀數(shù)始終為
        12
        m2g
        ③圖（2）為某次實驗得到的紙帶，紙帶上標出了所選的四個計數(shù)點之間的距離，相鄰計數(shù)點間還有四個點沒有畫出．由此可求得小車的加速度的大小是
         
        m/s2．（交流電的頻率為50Hz，結果保留二位有效數(shù)字）
        ④實驗時，某同學由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，如圖（2），他測量得到的a-F圖象是圖中的圖線
         

        （2）用伏安法測量一定值電阻的實驗，所用的器材及規(guī)格如下：
        待測電阻RX（約200Ω）                   直流毫安表（量程0-20mA，內(nèi)阻50Ω）
        直流電壓表（量程0-3V，內(nèi)阻5kΩ）        直流電源（輸出電壓3V，內(nèi)阻可不計）
        滑動變阻器（0-15Ω，允許最大電流1A）    電鍵一只，導線若干．
        ①根據(jù)所給器材的規(guī)格和實驗要求，設計電路，如圖（3），并在圖甲和圖乙中補畫出正確的連接線
        ②一同學按電路圖完成正確連接，在開關閉合后，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表均無示數(shù)．現(xiàn)用多用電表檢查電路故障．已知5根導線及電路中1至10的各連接點接觸良好，電壓表和電流表均無故障．在開關閉合時應當選用多用電表的
         
        檔；在連接點1、10同時斷開的情況下，應當選用多用電表的
         
        檔
        ③在開關閉合情況下，若測得6、7兩點間的電壓接近電源的電動勢，則表明滑動變阻器
         
        可能是
         
        故障．
        

			
        

			
        
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