4．如圖所示，一輕質(zhì)細(xì)繩與小球相連，一起在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球質(zhì)量m=0.5kg，球心到轉(zhuǎn)軸的距離l=50cm．（取g=10m/s2，不計(jì)空氣阻力）
（1）若小球在最高點(diǎn)不掉下來，求其在最高點(diǎn)的最小速率；
（2）若小球在最高點(diǎn)的速率v=3m/s，求繩子的拉力．

分析 （1）當(dāng)重力提供向心力時(shí)速度最小，根據(jù)牛頓第二定律求得速度；
（2）根據(jù)牛頓第二定律求得繩子的拉力

解答 解：（1）以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，在最高點(diǎn)恰好不掉下來，
說明其重力恰好提供其做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力：
mg=m$\frac{{v}_{min}^{2}}{L}$   
則所求的最小速率為：vmin=$\sqrt{gL}=\sqrt{10×0.5}m/s=\sqrt{5}$m/s
（2）設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)對(duì)繩的拉力為F，則重力和拉力共同提供向心力，
根據(jù)牛頓第二定律，有：mg+F=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
解得：F=m$\frac{{v}^{2}}{L}$-mg=$0.5×\frac{9}{0.5}-0.5×10$=4N
答：（1）若小球在最高點(diǎn)不掉下來，其在最高點(diǎn)的最小速率為$\sqrt{5}$m/s；
（2）若小球在最高點(diǎn)的速率v=3m/s，繩子的拉力為4N．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了牛頓第二定律，關(guān)鍵在于分析受力情況，確定向心力的來源，明確在最高點(diǎn)時(shí)速度最小的臨界條件

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：填空題

20．光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)折射角大于入射角，當(dāng)入射角增大到某一角度，使折射角達(dá)到900時(shí)折射光線完全消失，只剩下反射光線，這種現(xiàn)象做全反射．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

1．關(guān)于下列說法中，正確的是（　　）
A．核反應(yīng)方程式${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n→${\;}_{56}^{141}$Ba+${\;}_{36}^{92}$Kr+aX中，其中a=3，X為中子
B．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，只要入射光的強(qiáng)度足夠大或照射時(shí)間足夠長(zhǎng)，就一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)
C．在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng)
D．利用含有放射性碘131的油，檢測(cè)地下輸油管的漏油情況

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．如圖所示，兩圓環(huán)上均勻分布相同的正電荷，x軸垂直于環(huán)面且過兩圓環(huán)圓心O1和O2，P為O1O2的中點(diǎn)．下列說法中正確的是（　�。�
A．P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零
B．O1點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零
C．O1點(diǎn)電勢(shì)一定等于O2點(diǎn)電勢(shì)
D．從O1點(diǎn)沿x軸到O2點(diǎn)，電勢(shì)一定先降低后升高

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

19．觀察測(cè)出：木星繞太陽作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r1、周期為T1；木星的某一衛(wèi)星繞木星作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r2、周期為T2．已知萬有引力常量為G，則根據(jù)題中給定條件（　�。�
A．不能求出木星的質(zhì)量B．可以斷定$\frac{{r}_{1}^{3}}{{T}_{1}^{3}}$=$\frac{{r}_{2}^{3}}{{T}_{2}^{2}}$
C．能求出太陽與木星間的萬有引力D．能求出木星與衛(wèi)星間的萬有引力

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

9．如圖（a）所示，一根細(xì)線上端固定在S點(diǎn)，下端連一小鐵球A，讓小鐵球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此裝置構(gòu)成一圓錐擺（不計(jì)空氣阻力）．下列說法中正確的是（　�。�
A．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的角速度一定等于$\sqrt{\frac{g}{l}}$（l為擺長(zhǎng)）
B．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到重力，繩子拉力和向心力作用．
C．另有一個(gè)圓錐擺，擺長(zhǎng)更長(zhǎng)一點(diǎn)，兩者懸點(diǎn)相同．如圖（b）所示，如果改變兩小球的角速度，使兩者恰好在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則B球的角速度等于A球的角速度
D．如果兩個(gè)小球的質(zhì)量相等，則在圖（b）中兩條細(xì)線受到的拉力相等

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

16．如圖所示，固定于水平面上的金屬架CDEF處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，金屬棒MN沿框架以速度v向右做勻速運(yùn)動(dòng)．t=0時(shí)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，此時(shí)MN到達(dá)的位置使MDEN構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形．為使MN棒中不產(chǎn)生感應(yīng)電流，從t=0開始，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化圖象為（　�。�
A．B．C．D．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

13．質(zhì)量為m的小球由輕繩a、b分別系于一輕質(zhì)木架上的A和C點(diǎn)，繩長(zhǎng)分別為la、lb，如圖所示．當(dāng)輕桿繞軸BC以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩a在豎直方向，繩b在水平方向，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圖示位置時(shí)，繩b被燒斷的同時(shí)輕桿停止轉(zhuǎn)動(dòng)，則（　�。�
A．由于慣性，小球仍在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
B．在繩b被燒斷瞬間，a繩中張力突然大于mg
C．若角速度ω較大，小球可能在垂直于平面ABC的豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)
D．繩b被燒斷前，繩a的拉力等于mg，繩b的拉力為mω2lb

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科目：高中物理 來源： 題型：填空題

14．電磁波按頻率由低到高排列有：無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線等．（選填：“紫外線”、“紅外線”）

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