【題目】如圖所示,長(zhǎng)為L的細(xì)繩上端固定在天花板上靠近墻壁的O點(diǎn),下端系一質(zhì)量為m 的小球豎直懸掛起來(lái),A點(diǎn)是平衡時(shí)小球的位置,保持繩繃直。將小球從A點(diǎn)拉開(kāi)到繩水平的位置B,然后在OA連線上于墻上固定一細(xì)長(zhǎng)的釘子于某點(diǎn)。當(dāng)擺到豎直位置再向左擺時(shí),釘子就擋住擺線,結(jié)果只有釘子以下部分可繼續(xù)向左擺。設(shè)擺球作圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中擺線始終處于拉直狀態(tài)。問(wèn)下列兩種情況下,釘子到懸點(diǎn)O的距離x1x2各是多少?

(1)將球釋放后,繩被釘子O1擋住,擺球以O1為圓心做圓周運(yùn)動(dòng),并可繞過(guò)釘子的正上方C點(diǎn),如圖(a)所示。

(2)將球釋放后,繩被釘子O2擋住后,小球以O2為圓心做圓周運(yùn)動(dòng),并在D點(diǎn)作斜上拋運(yùn)動(dòng),剛好能擊中釘子O2,如圖(b)所示。

【答案】(1) (2)

【解析】

(1)選取重力勢(shì)能零點(diǎn),根據(jù)機(jī)械能守恒定律和向心力知識(shí)即可求解;(2)選取重力勢(shì)能零點(diǎn),根據(jù)機(jī)械能守恒定律向心力和斜上拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律即可求解。

(1)取擺球繞過(guò)釘子作圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn) (釘子的正上方C) 為重力勢(shì)能零點(diǎn)

則小球從B擺動(dòng)到C的過(guò)程中機(jī)械能守恒,有

當(dāng)張力T=0時(shí)擺球就可繞過(guò)C點(diǎn),則有:

聯(lián)立解得,

(2)取點(diǎn)D為重力勢(shì)能零點(diǎn),則小球從B擺動(dòng)到D的過(guò)程中機(jī)械能守恒

則有

D點(diǎn),根據(jù)向心力知識(shí)有,且T=0

小球由D 點(diǎn)作斜上拋運(yùn)動(dòng)擊中, 所用時(shí)間為t,

則豎直方向有:

水平方向有:

聯(lián)立解得,

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】探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中:

(1)甲同學(xué)用如圖甲所示的裝置探究加速度與力的關(guān)系,帶滑輪的長(zhǎng)木板和彈簧測(cè)力計(jì)均水平固定.實(shí)驗(yàn)時(shí),一定要進(jìn)行的操作或注意的事項(xiàng)是____(填選項(xiàng)前的字母).

A.小車靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,先接通電源,再釋放小車,打出一條紙帶,同時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F

B.改變沙和沙桶的質(zhì)量,打出幾條紙帶

C.用天平測(cè)出沙和沙桶的質(zhì)量

D.為減小誤差,實(shí)驗(yàn)中一定要保證沙和沙桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

(2)甲同學(xué)若得到的a-F圖像的斜率為k,則小車的質(zhì)量為____.

(3)乙同學(xué)用如圖乙所示的裝置探究加速度與合力的關(guān)系,得到a-F圖像如圖丙所示.圖線____(選填”)是在軌道右側(cè)被抬過(guò)高情況下得到的.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,圓弧形槽固定在地面上,COD為水平直徑,在光滑的半球形絕緣內(nèi)壁有質(zhì)量分別為mA、mB兩帶同種電荷的小球,各自帶電量為qAqB,AB兩小球與球心O點(diǎn)連線與豎直方向分別成37°、53°夾角,處于靜止?fàn)顟B(tài),則

A. 質(zhì)量關(guān)系一定滿足mA> mB

B. 電荷量關(guān)系一定滿足qA> qB

C. 現(xiàn)用外力將小球B緩慢移動(dòng)到球心O點(diǎn)正下方,A、B系統(tǒng)電勢(shì)能將減小

D. 突然向下撤去半球形凹槽,小球AB將做曲線運(yùn)動(dòng),且A、B系統(tǒng)電勢(shì)能可能增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】豎直平面內(nèi)的軌道ABCD由水平滑道AB與光滑的四分之一圓弧滑道CD組成AB恰與圓弧CDC點(diǎn)相切,軌道放在光滑的水平面上,如圖所示。一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從軌道的A端以初動(dòng)能E沖上水平滑道AB,沿著軌道運(yùn)動(dòng),由DC弧滑下后停在水平滑道AB的中點(diǎn)。已知水平滑道AB長(zhǎng)為L,軌道ABCD的質(zhì)量為3m。求:

(1)小物塊在水平滑道上受到摩擦力的大小。

(2)為了保證小物塊不從滑道的D端離開(kāi)滑道,圓弧滑道的半徑R至少是多大?

(3)若增大小物塊的初動(dòng)能,使得小物塊沖上軌道后可以達(dá)到最大高度是1.5R,試分析小物塊最終能否停在滑道上?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,AB、C三個(gè)物塊的質(zhì)量相等,F=1 N的兩個(gè)水平力分別作用于A、B兩個(gè)物塊上,A、B、C都靜止,則地面對(duì)A物體、A物體對(duì)B物體、B物體對(duì)C物體的摩擦力分別為 (  )

A. 1 N、2 N、1 N

B. 0、0、1 N

C. 0、1 N、0

D. 1 N、1 N、0

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示電路中,A1、A2是兩只相同的電流表,電感線圈L的直流電阻與電阻R阻值相等,下面判斷正確的是(  )

A. 開(kāi)關(guān)S接通的瞬間,電流表A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù)

B. 開(kāi)關(guān)S接通的瞬間,電流表A1的讀數(shù)小于A2的讀數(shù)

C. 開(kāi)關(guān)S接通電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)的瞬間,電流表A1的讀數(shù)大于A2的讀數(shù)

D. 開(kāi)關(guān)S接通電路穩(wěn)定后再斷開(kāi)的瞬間,電流表A1的讀數(shù)小于A2的讀數(shù)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,先后以速度v1v2勻速把一矩形線圈拉出有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域,v1=2v2,在先后兩種情況下(  )

A. 線圈中的感應(yīng)電流之比I1I2=21

B. 線圈中的感應(yīng)電流之比I1I2=12

C. 線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1Q2=41

D. 通過(guò)線圈某截面的電荷量之比q1q2=11

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】下列給出的四組圖象中,其中一組圖象中的兩圖能夠描述同一直線運(yùn)動(dòng)的是(

A.

B.

C.

D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一小物塊被夾子夾緊,夾子通過(guò)輕繩懸掛在小環(huán)上,小環(huán)套在水平光滑細(xì)桿上,物塊質(zhì)量為M,到小環(huán)的距離為L,其兩側(cè)面與夾子間的最大靜摩擦力均為F.小環(huán)和物塊以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng),小環(huán)碰到桿上的釘子P后立刻停止,物塊向上擺動(dòng).整個(gè)過(guò)程中,物塊在夾子中沒(méi)有滑動(dòng).小環(huán)和夾子的質(zhì)量均不計(jì),重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是( 。

A. 物塊向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),繩中的張力等于Mg

B. 小環(huán)碰到釘子P時(shí),繩中的張力大于2F

C. 物塊上升的最大高度為

D. 速度v不能超過(guò)

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