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14.有一種叫“飛椅”的游樂項目,示意圖如圖所示,長為L的鋼繩一端系著座椅,另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤邊緣,轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動.當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時,鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi),重力加速度為g,不計鋼繩的重力,當(dāng)鋼繩與豎直方向的夾角為θ時,求:
(1)鋼繩上的拉力;
(2)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度ω;
(3)座椅做圓周運動的周期.

分析 (1)根據(jù)小球在豎直方向上平衡求出鋼繩的拉力大�。�
(2)根據(jù)重力和拉力的合力提供向心力,結(jié)合牛頓第二定律求出轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度;
(3)根據(jù)周期和角速度的關(guān)系求出周期的大�。�

解答 解:(1)在豎直方向上平衡有:Tcosθ=mg,
解得T=\frac{mg}{cosθ},
(2)根據(jù)牛頓第二定律得,mgtanθ=m(r+Lsinθ)ω2,
解得ω=\sqrt{\frac{gtanθ}{r+Lsinθ}}
(3)座椅做圓周運動的周期 T=\frac{2π}{ω}=2π\(zhòng)sqrt{\frac{r+Lsinθ}{gtanθ}}
答:(1)鋼繩上的拉力為\frac{mg}{cosθ};
(2)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度ω為\sqrt{\frac{gtanθ}{r+Lsinθ}}
(3)座椅做圓周運動的周期為2π\(zhòng)sqrt{\frac{r+Lsinθ}{gtanθ}}

點評 飛椅做的是圓周運動,確定圓周運動所需要的向心力是解題的關(guān)鍵,向心力都是有物體受到的某一個力或幾個力的合力來提供,在對物體受力分析時一定不能分析出物體受向心力這么一個單獨的力.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

4.物體A做簡諧運動的振動位移xA=3sin(100t+\frac{π}{2})cm,物體B做簡諧運動的振動位移xB=5sin(100t+\frac{π}{6})cm,比較A、B的運動( �。�
A.振幅是矢量,A的振幅是6cm,B的振幅是10cm
B.周期是標量,A、B周期相等為100s
C.A振動的頻率fA等于B振動的頻率fB
D.以上說法均不對

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

5.某人在地面上最多可舉起50kg的物體,某時他在豎直向上運動的電梯中最多舉起了60kg的物體,據(jù)此判斷此電梯加速度的大小和方向(g=10m/s2)( �。�
A.2m/s2 豎直向上B.\frac{5}{3}m/s2豎直向上C.2m/s2  豎直向下D.\frac{5}{3}m/s2豎直向下

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

2.圖(b)中A、B為兩個相同的環(huán)形線圈,共軸并靠近放置.A線圈中通有如圖(a)所示的交流電i,則( �。�
A.在t1到t2時間內(nèi)A、B兩線圈相斥B.在t2到t3時間內(nèi)A、B兩線圈相斥
C.t1時刻兩線圈間作用力最大D.t2時刻兩線圈間作用力最大

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

9.發(fā)射地球同步衛(wèi)星要經(jīng)過三個階段:先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然后使其沿橢圓軌道2運行,最后將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點,軌道2、3相切于P點,如圖所示.當(dāng)衛(wèi)星分別在軌道1、2、3上正常運行時,則以下說法正確的是( �。�
A.衛(wèi)星在軌道3上的運行速率大于7.9km/s
B.衛(wèi)星在軌道3上的運行速率大于它在軌道1上的運行速率
C.衛(wèi)星分別沿軌道1和軌道2經(jīng)過Q點時的速度相等
D.衛(wèi)星分別沿軌道1和軌道2經(jīng)過Q點時的加速度相等

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

19.一條河寬400m,水流的速度為5m/s,船相對靜水的速度2.5m/s,要想渡河的時間最短,渡河的最短時間是160s;若要以最短位移渡河,則最短位移為800m.

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

6.如圖所示,長為l的細繩一端固定在O點,另一端拴住一個小球,在O點的正下方與O點相距\frac{l}{3}的地方有一枚與豎直平面垂直的釘子;把小球拉起使細繩在水平方向伸直,由靜止開始釋放,當(dāng)細繩碰到釘子的瞬間,下列說法正確的是( �。�
A.小球的向心加速度突然增大到原來的\frac{3}{2}
B.小球的角速度突然增大到原來的\frac{2}{3}
C.小球的線速度發(fā)生不突變
D.繩子對小球的拉力突然增大到原來的\frac{3}{2}

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

2.在空中豎直向上發(fā)射一枚小火箭,其v-t圖象如圖所示,火箭內(nèi)的水平載物臺上放著一個質(zhì)量為0.1kg的物塊,則物塊在30s內(nèi)對載物臺的最小和最大壓力分別是多少?在30s內(nèi)上升的最大距離(g=10m/s2).

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

3.關(guān)于電路中電源電動勢和路端電壓的概念,以下說法正確的是( �。�
A.在閉合電路中,路端電壓可能大于電源電動勢
B.電動勢等于電源沒有接入電路時電源兩極間的電壓
C.在閉合電路中,路端電壓隨外電路的電阻增大而增大
D.在閉合電路中,路端電壓隨外電路的電阻增大而減小

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同步練習(xí)冊答案
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