【題目】如圖所示，質(zhì)量是1 kg的小球用長(zhǎng)為0.5 m的細(xì)線懸掛在O點(diǎn)，O點(diǎn)距地面豎直距離為1 m，如果使小球繞OO′軸在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，若細(xì)線最大承受拉力為12.5 N，(g＝10 m/s2)求：

（1）當(dāng)小球的角速度為多大時(shí)，細(xì)線將斷裂；

（2）線斷裂后小球落地點(diǎn)與懸點(diǎn)的水平距離．

【答案】（1）5rad/s（2）0.6 m

【解析】試題分析：根據(jù)繩子的最大承受拉力，結(jié)合豎直方向上平衡求出繩子與豎直方向的夾角，結(jié)合合力提供向心力求出小球的角速度大��；根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系求出小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的高度求出繩斷裂后小球平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，結(jié)合初速度和時(shí)間求出平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移，根據(jù)幾何關(guān)系求出線斷裂后小球落地點(diǎn)與懸點(diǎn)的水平距離。

（1）當(dāng)繩子拉力達(dá)到最大時(shí)，在豎直方向上有：FTcosθ=mg，

代入數(shù)據(jù)解得：θ=37°．

根據(jù)牛頓第二定律得：mgtanθ=mLsinθω2，

代入數(shù)據(jù)解得：ω=5rad/s．

（2）小球轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度為：v0=ωLsin37°=5×0.5×0.6m/s=1.5m/s，

落地時(shí)豎直位移為： ，

水平位移為：x=v0t，

小球落地點(diǎn)與懸點(diǎn)的水平距離為：

代入數(shù)據(jù)解得：d=0.6m．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，各電阻阻值如圖所示， 當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸從a端滑到b端的過(guò)程中，

A. 電壓表的讀數(shù)U先減小，后增大

B. 電流表的讀數(shù)I先增大，后減小

C. 電壓表讀數(shù)U與電流表讀數(shù)I的比值U/I不變

D. 電壓表讀數(shù)的變化量ΔU與電流表讀數(shù)的變化量ΔI的比值ΔU/ΔI不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，將一間距為L＝1 m的U形光滑導(dǎo)軌（不計(jì)電阻）固定傾角為θ＝30°，軌道的上端與一阻值為R＝1 Ω的電阻相連接，整個(gè)空間存在垂直軌道平面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B未知，將一長(zhǎng)度也為L＝1 m、阻值為r＝0．5 Ω、質(zhì)量為m＝0．4 kg的導(dǎo)體棒PQ垂直導(dǎo)軌放置（導(dǎo)體棒兩端均與導(dǎo)軌接觸）．再將一電流傳感器按照如圖甲所示的方式接入電路，其采集到的電流數(shù)據(jù)能通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，得到如圖乙所示的I－t圖象．假設(shè)導(dǎo)軌足夠長(zhǎng)，導(dǎo)體棒在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終與導(dǎo)軌垂直．已知重力加速度g＝10 m/s2．

（1）求0．5 s時(shí)定值電阻的發(fā)熱功率；

（2）求該磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B；

（3）估算0～1．2 s的時(shí)間內(nèi)通過(guò)傳感器的電荷量以及定值電阻上所產(chǎn)生的熱量．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一小球從空中由靜止下落，設(shè)重物下落時(shí)所受的阻力與速度成正比，則下列圖象中正確的是（ ）

A. A B. B C. C D. D

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】以下說(shuō)法正確的是( )
A.所有原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都相等
B.在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒
C.氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出γ射線
D.只要光照射金屬電極的時(shí)間足夠長(zhǎng)，就能發(fā)生光電效應(yīng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示，在真空中足夠大的絕緣水平地面上，一個(gè)質(zhì)量為m＝0.2 kg、帶電荷量為q＝＋2.0×10－6 C的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1.從t＝0時(shí)刻開始，空間上加一個(gè)如圖乙所示的電場(chǎng)．(取水平向右的方向?yàn)檎较�，g取10 m/s2)求：

　

(1)4秒內(nèi)小物塊的位移大�。�

(2)4秒內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，a、b、c為三個(gè)相同的燈泡，額定電壓稍大于電源的電動(dòng)勢(shì)，電源內(nèi)阻可以忽略．L是一個(gè)本身電阻可忽略的電感線圈．開關(guān)S閉合．現(xiàn)突然斷開，已知在這一過(guò)程中燈泡都不會(huì)燒壞，則下列關(guān)于c燈的說(shuō)法中正確的是(　　)

A. 亮度保持不變

B. 將閃亮一下，而后逐漸熄滅

C. 將閃亮一下，而后逐漸恢復(fù)原來(lái)的亮度

D. 將變暗一下，而后逐漸恢復(fù)原來(lái)的亮度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】條形磁鐵放在光滑的水平面上，以條形磁鐵中央位置正上方的某點(diǎn)為圓心，水平固定一銅質(zhì)圓環(huán)，不計(jì)空氣阻力，以下判斷中正確的是( )

A. 給磁鐵水平向右的初速度，圓環(huán)將受到向左的磁場(chǎng)力

B. 釋放圓環(huán)，環(huán)下落時(shí)磁鐵對(duì)桌面的壓力比磁鐵的重力大

C. 釋放圓環(huán)，下落過(guò)程中環(huán)的機(jī)械能不守恒

D. 給磁鐵水平向右的初速度，磁鐵在向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中做減速運(yùn)動(dòng)

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲所示：MN、PQ是相距d=l m的足夠長(zhǎng)平行光滑金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌平面與水平面成某一夾角，導(dǎo)軌電阻不計(jì)；長(zhǎng)也為1m的金屬棒ab垂直于MN、PQ放置在導(dǎo)軌上，且始終與導(dǎo)軌接觸良好，ab的質(zhì)量m=0.1 kg、電阻R=lΩ；MN、PQ的上端連接右側(cè)電路，電路中R2為一電阻箱；已知燈泡電阻RL=3Ω，定值電阻R1=7Ω，調(diào)節(jié)電阻箱使R2 =6Ω，重力加速度g=10 m／s2。現(xiàn)斷開開關(guān)S，在t=0時(shí)刻由靜止釋放ab，在t=0.5 s時(shí)刻閉合S，同時(shí)加上分布于整個(gè)導(dǎo)軌所在區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于導(dǎo)軌平面斜向上；圖乙所示為ab的速度隨時(shí)間變化圖像。

（1）求斜面傾角a及磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大��；

（2）ab由靜止下滑x=50 m（此前已達(dá)到最大速度）的過(guò)程中，求整個(gè)電路產(chǎn)生的電熱；

（3）若只改變電阻箱R2的值。當(dāng)R2為何值時(shí)，ab勻速下滑中R2消耗的功率最大？消耗的最大功率為多少？

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