【題目】如圖所示，一根長為1不可伸長的輕繩,其一端固定于O點(diǎn),另一端系著一質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),將小球提至O點(diǎn)正上方的P點(diǎn),此時繩剛好伸直且無張力.不計空氣阻力，重力加速度為g，求:

(1)為使小球能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動。在P點(diǎn)至少應(yīng)施加給小球多大的水平速度?

(2)若在P點(diǎn)將小球以水平拋出，小球經(jīng)過最低時繩中張力大小為多少?

(3)若在P點(diǎn)將小球以水平拋出，小球經(jīng)過最低時的動能是多少?

【答案】(1) (2) 9mg (3)

【解析】(1) 為使小球能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動，在P點(diǎn)小球只受重力作用

由牛頓第二定律得：

解得:

(2) 由P點(diǎn)到最低點(diǎn), 由機(jī)械能守恒定律得:

通過最低點(diǎn)時，由牛頓第二定律得:

聯(lián)立解得:

(3) 因, 故小球先做平拋運(yùn)動，運(yùn)動軌跡如圖

根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律得：水平方向， 豎直方向，

由幾何關(guān)系得: ，

解得:

輕繩拉緊瞬間, 小球速度變?yōu)榇怪陛p繩方向，其大小為:

之后小球機(jī)械能守恒, 設(shè)經(jīng)最低點(diǎn)時動能為,則有：

解得:

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，電源的電動勢E=6V，內(nèi)阻r=1Ω，電阻R1=3Ω，R2=6Ω，電容器的電容C=3.6μF，二極管D一般是由硅或者鍺管組成，具有單向?qū)щ娦�，下列判斷正確的是( )

A. 開關(guān)S1閉合，S2斷開時和開關(guān)S1、S2均閉合時，電容器兩端電壓均為4V

B. 開關(guān)S1閉合，S2斷開，當(dāng)合上S2，待電路穩(wěn)定以后，電容器上電荷量變化了1.8×106C

C. 開關(guān)S1，S2閉合，待電路穩(wěn)定以后斷開S1，流過R1的電荷量為9.6×106C

D. 開關(guān)S1，S2閉合，待電路穩(wěn)定以后斷開S1，流過R1的電荷量為1.44×105C

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有A、B兩顆衛(wèi)星繞地心O在同一平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，旋轉(zhuǎn)方向相同。A衛(wèi)星周期為TA，B衛(wèi)星的周期為TB，在某一時刻兩衛(wèi)星相距最近，下列說法中正確的是

A. A、B兩顆衛(wèi)星經(jīng)過時間t=TA再次相距最近

B. A、B兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比為

C. A、B兩顆衛(wèi)星的向心加速度大小之比為

D. 若已知兩顆衛(wèi)星相距最近時A、B之間的距離，可求出地球表面的重力加速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，真空中固定兩個等量異號點(diǎn)電荷+Q、-Q，圖中O是兩電荷連線中點(diǎn)，a、b兩點(diǎn)與+Q的距離相等，c、d是兩電荷連線垂直平分線上的兩點(diǎn)，bcd構(gòu)成一等腰三角形，a、e兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對稱．則下列說法正確的是

A. a、b兩點(diǎn)的電勢相同

B. a、e兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度相同

C. 將電子由c沿cd邊移到d的過程中電場力做正功

D. 質(zhì)子在b點(diǎn)的電勢能比在O點(diǎn)的電勢能大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,理想變壓器的原線圈與定值電阻r串聯(lián)，副線圈接熱敏電阻，在正弦交流電源的電壓不變的情況下，下列說法正確的是

A. 當(dāng)的溫度升高時，原線圈兩端的電壓一定減小

B. 當(dāng)的溫度升高時，原線圈中的電流一定減小

C. 當(dāng)的溫度降低時,r消耗的功率一定減小

D. 當(dāng)的溫度降低時,r消耗的功率一定增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，內(nèi)壁光滑的圓管形軌道豎直放置在光滑水平地面上，且恰好處在兩固定光滑擋板M、N之間，圓軌道半徑為R，其質(zhì)量為2m，一質(zhì)量為m的小球能在管內(nèi)運(yùn)動，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，管的內(nèi)徑不計，當(dāng)小球運(yùn)動到軌道最高點(diǎn)時，圓軌道對地面的壓力剛好為零，則下列判斷正確的是（　�。�

A. 小球運(yùn)動的最小速度為0

B. 小球在最高點(diǎn)受到的合力為mg

C. 圓軌道對地面的最大壓力為10mg

D. 當(dāng)小球離擋板N最近時，圓軌道對擋板N的壓力大小為5mg

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，平行導(dǎo)軌 、 均由傾斜和水平兩部分組成，相距為 。傾斜部分與水平面夾角為，虛線pq為兩部分的連接處。質(zhì)量為 、電阻為r的導(dǎo)體桿ef與導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)均為，且滿足 。在虛線pq右側(cè)空間分布有方向豎直磁場Ⅰ，其磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 （豎直向下定為磁場的正方向）。式中為具有長度單位的常量；x為沿水平軌道向右的位置坐標(biāo)，并定義pq的x坐標(biāo)為0。將質(zhì)量為m、每邊電阻均為r、邊長為的正方形金屬框abcd用絕緣柔線懸掛于天花板上和處，使ab邊保持水平，并用細(xì)導(dǎo)線將a、b兩點(diǎn)與導(dǎo)軌的兩端點(diǎn)Q、P相連，金屬框處于垂直與向里設(shè)置勻強(qiáng)磁場Ⅱ垂直。將ef從傾斜軌道上距水平軌道高為h處由靜止釋放，為保持導(dǎo)體桿ef能在水平軌道上作勻速運(yùn)動，現(xiàn)給導(dǎo)體桿施加一x方向的水平作用力F。設(shè)ef經(jīng)過pq時沒有因速度方向改變產(chǎn)生能量損失，也不計其余電阻和細(xì)導(dǎo)線對a、b兩點(diǎn)的作用力，金屬框始終保持靜止。求：

（1）導(dǎo)體棒ef剛進(jìn)入磁場時，線框ab邊的電壓；

（2）磁場Ⅱ的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)滿足的條件；

（3）ef在水平軌道上前進(jìn)距離的過程中，力F所作的功。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】第一宇宙速度叫環(huán)繞速度，第二宇宙速度叫逃逸速度，理論分析表面，逃逸速度是環(huán)繞速度的倍。宇宙中存在這樣的天體，，即使它確實(shí)在發(fā)光，光也不能進(jìn)入太空，我們也根本看不到它，這種天體稱為黑洞。目前為止人類發(fā)現(xiàn)的最小的黑洞，其表面重力加速度的數(shù)量級為1.0×1010m/s2，（已知光速c=3×108m/s，萬有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,），則該黑洞的半徑約為（ ）

A. 212km B. 4.5×103km

C. 9.0×103km D. 1.65×103km

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在探究彈簧的彈性勢能實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計了如圖實(shí)驗(yàn)裝置。彈簧的左端固定，小滑塊壓縮彈 簧后處在O點(diǎn)位置，光電門放置在O點(diǎn)與桌子右邊緣的中間位置，彈簧的形變量小于O點(diǎn)到光 電門的距離。滑塊釋放后，向右運(yùn)動，從水平桌面的邊緣水平拋出，最終落在水平地面上。測 得：桌面高度為y，小滑塊（含遮光板）質(zhì)量為m．遮光板寬度為d，遮光板通過光電門的時間為△t，小滑塊離開桌面后的水平位移是x．(重力加速度為g)

(1)小滑塊離開桌面時的速度為________________ ；

(2)釋放時，彈簧的彈性勢能表達(dá)式Ep=____________。（均用題中所給的物理量表示）

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