【題目】如圖所示，小明站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球，甩動手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。當(dāng)球某次運(yùn)動到最低點(diǎn)時，繩突然斷掉，球飛行水平距離d后落地。已知握繩的手離地面高度為d，手與球之間的繩長為，重力加速度為g。忽略手的運(yùn)動半徑和空氣阻力。

（1）若想小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動，其通過最高點(diǎn)的速度至少應(yīng)為多少？

（2）求繩斷時球的速度大小和球落地時的速度大小。

（3）輕繩能承受的最大拉力多大？

【答案】(1) (2) ， （3）

【解析】試題分析：若想小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動，其在最高點(diǎn)時重力提供向心力即可求出速度；根據(jù)平拋運(yùn)動的高度求出平拋運(yùn)動的時間，結(jié)合水平位移和時間求出繩斷時球的速度，根據(jù)動能定理求出球落地的速度大��；在最低點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律求出最大拉力的大小。

（1）若想小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動，其在最高點(diǎn)時，滿足，

解得：；

（2）設(shè)繩斷后球飛行時間為t，由平拋運(yùn)動規(guī)律，知，在水平和豎直兩方向上分別有：

豎直：，水平：，

解得：，

落地時其豎直分速度為：，

落地時速度為：；

（3）設(shè)繩子承受的最大拉力為，這也是球受到繩的最大拉力

球做圓周運(yùn)動的半徑為：，

在最低點(diǎn)時球受到的合力提供向心力，即：

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】在水平粗糙地面上，使同一物體由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，第一次是斜向上拉， 第二次是斜下推，兩次力的作用線與水平方向的夾角相同，力的大小也相同，位移大小也相同，則

A. 力F對物體做的功相同，合力對物體做的總功也相同

B. 力F對物體做的功相同，合力對物體做的總功不相同

C. 力F對物體做的功不相同，合力對物體做的總功相同

D. 力F對物體做的功不相同，合力對物體做的總功也不相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)行的三顆人造衛(wèi)星。下列說法中正確的是（ ）

A. b、c的線速度大小相等，且大于a的線速度

B. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度

C. b、c運(yùn)行周期相同，且大于a的運(yùn)行周期

D. b、c受到的萬有引力大小相等，且小于a受到的萬有引力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖（a）所示，用一水平外力F使物體靜止在傾角為的光滑斜面上，逐漸增大F，物體開始沿斜面向上做加速運(yùn)動，其加速度a隨外力F變化的圖象如圖（b）所示，若重力加速度g取。根據(jù)圖（b）中所提供的信息可以計(jì)算出（ ）

A. 物體的質(zhì)量

B. 斜面的傾角

C. 物體能靜止在斜面上所施加的最小外力

D. 加速度為時物體的速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，木塊A、B的質(zhì)量均為m，放在一段粗糙程度相同的水平地面上，木塊A、B間夾有一小塊炸藥（炸藥的質(zhì)量可以忽略不計(jì)）。讓A、B以初速度v0一起從O點(diǎn)滑出，滑行一段距離后到達(dá)P點(diǎn)，速度變?yōu)?/span>，此時炸藥爆炸使木塊A、B脫離，發(fā)現(xiàn)木塊B立即停在原位置，木塊A繼續(xù)沿水平方向前進(jìn)。已知O、P兩點(diǎn)間的距離為s，設(shè)炸藥爆炸時釋放的化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為木塊的動能，爆炸時間很短可以忽略不計(jì)，求：

（1）木塊與水平地面的動摩擦因數(shù)μ；

（2）炸藥爆炸時釋放的化學(xué)能。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，長為L的輕桿，一端固定一個小球，另一端固定在光滑的水平軸上，使小球在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動，小球在最高點(diǎn)的速度為v ，下列說法中正確的是（ ）

A. v的最小值為

B. 當(dāng)v由零逐漸增大時，小球在最高點(diǎn)的向心力也逐漸增大

C. 當(dāng)v由零逐漸增大時，桿對小球的彈力也逐漸增大

D. 當(dāng)v由零逐漸增大時，桿對小球的彈力先減小再增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在豎直平面內(nèi)有水平向右、場強(qiáng)為E=1×104N/C的勻強(qiáng)電場．在勻強(qiáng)電場中有一根長L="2" m的絕緣細(xì)線，一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為0．08 kg的帶電小球，它靜止時懸線與豎直方向成37°角，若小球獲得初速度恰能繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，取小球在靜止時的位置為電勢能零點(diǎn)和重力勢能零點(diǎn)，cos37°＝0．8，g取10 m/s2．下列說法正確

A．小球的帶電荷量q=6×10－5C

B．小球動能的最小值為1J

C．小球在運(yùn)動至圓周軌跡上的最高點(diǎn)時有機(jī)械能的最小值

D．小球繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的電勢能和機(jī)械能之和保持不變，且為4J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，用長為的細(xì)線拴一個質(zhì)量為的小球，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，細(xì)線與豎直方向間的夾角為，關(guān)于小球的受力情況，下列說法中錯誤的是（　 ）

A. 小球受到重力、細(xì)線的拉力和向心力三個力

B. 向心力是細(xì)線的拉力和小球所受重力的合力

C. 向心力等于細(xì)線對小球拉力的水平分力

D. 向心力的方向一定處在小球運(yùn)動的水平面內(nèi)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，有一n匝矩形線圈abcd放置在水平面內(nèi)，磁場方向與水平方向成α角，已知sinα=0.8，回路面積為S，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，則通過線框的磁通量為（ ）

A. 0.8BS B. 0.8nBS C. BS D. nBS

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