【題目】如圖所示，一質(zhì)量為m＝0.5 kg的小球，用長為0.4 m的輕繩拴著在豎直平面內(nèi)做圓周運動。g取10 m/s2，求：

(1)小球要做完整的圓周運動，在最高點的速度至少為多大？

(2)當小球在最高點的速度為4 m/s時，輕繩拉力多大？

(3)若輕繩能承受的最大張力為45 N，小球的速度不能超過多大？

【答案】(1)2 m/s　(2)15 N　(3)4 m/s

【解析】

小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動時，由重力和細線的拉力的合力提供小球的向心力，根據(jù)牛頓第二定律求出細線的拉力。

(1)在最高點，對小球受力分析如圖甲，由牛頓第二定律得 ①

由于輕繩對小球只能提供指向圓心的拉力，即F1不可能取負值，

亦即F1≥0 ②

聯(lián)立①②得v≥，

代入數(shù)值得v≥2 m/s

所以，小球要做完整的圓周運動，在最高點的速度至少為2 m/s.

(2)將v2＝4 m/s代入①得，F2＝15 N.

(3)由分析可知，小球在最低點時輕繩張力最大，對小球受力分析如圖乙，由牛頓第二定律得

③

將F3＝45 N代入③得v3＝m/s

即小球的速度不能超過m/s.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】電動機通過一繩子吊起一個質(zhì)量為8kg的物體，已知繩子所能承受的最大拉力為120N，電動機的額定功率為1200W，電動機實際功率可調(diào)，不計額外功，g取10m/s2，求：

（1）電動機吊起此物體的所能達到的最大速度；

（2）電動機以2.5m/s2的加速度由靜止開始勻加速吊起此物體所能持續(xù)的最長時間；

（3）欲將此物體由靜止開始用最快的方式吊高90m所需的時間是多少？（已知此物體被吊高至接近90m時已經(jīng)開始勻速上升)

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量為2kg的物塊放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下由靜止開始運動，物塊動能Ek與其發(fā)生位移x之間的關(guān)系如圖所示。已知物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.2，g取10m/s2，則（ ）

A. x＝2m時物塊的速度大小為2m/s

B. x＝3m時物塊的加速度大小為2.5m/s2

C. 在前2m位移的運動過程中物塊所經(jīng)歷的時間為2s

D. 在前4m位移的運動過程中拉力對物塊做的功為9J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】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)作圓周運動，關(guān)于小球在最高點的速度v,下列說法中正確的是（ ）

A. 當v的值為時，桿對小球的彈力為零

B. 當v由逐漸增大，桿對小球的拉力逐漸增大

C. 當v由逐漸減小時，桿對小球的支持力力逐漸減小

D. 當v由零逐漸增大時，向心力也逐漸增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根平行金屬導軌置于水平面內(nèi)，導軌之間接有電阻R。金屬棒ab與兩導軌垂直并保持良好接觸，整個裝置放在勻強磁場中，磁場方向垂直于導軌平面向下�，F(xiàn)使磁感應(yīng)強度隨時間均勻減小，ab始終保持靜止，下列說法正確的是

A. ab中的感應(yīng)電流方向由b到a

B. ab中的感應(yīng)電流逐漸減小

C. ab所受的安培力保持不變

D. ab所受的靜摩擦力逐漸減小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,質(zhì)量為M,長度為L的小車靜止在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的小物塊,放在小車的最左端,現(xiàn)用一水平力F作用在小物塊上,小物塊與小車之間的摩擦力為f,經(jīng)過一段時間小車運動的位移為x,小物塊剛好滑到小車的右端,則下列說法正確的是 ( 　　)

A. 此時物塊的動能為F(x+L)

B. 此時小車的動能為fx

C. 這一過程中，物塊和小車增加的機械能為Fx-fL

D. 這一過程中，因摩擦而產(chǎn)生的熱量為fL

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】LED燈是一塊電致發(fā)光的半導體材料芯片，其優(yōu)點是體積小、質(zhì)量輕、耗電量低、使用壽命長、亮度高、熱量低、綠色環(huán)保、安全可靠，我國已經(jīng)在大力推行使用LED燈具了。某小組同學找到了幾個圖甲所示的LED燈泡，準備描繪LED燈泡的伏安特性曲線，所用器材如下：

A.LED燈泡：額定功率0.1W；

B.電壓表V：量程0~5V，內(nèi)阻約為100kΩ

C.電流表A：量程0~300mA，內(nèi)阻約為10Ω

D.鋰離子電池：電動勢3.8V、內(nèi)阻很��；

E.滑動變阻器R：0—50Ω，2A；

F.開關(guān)、導線若干。

（1）考慮到描繪LED燈泡的伏安特性時，燈泡兩端電壓應(yīng)從零開始，同時又要盡量減小實驗誤差。下列電路中最恰當?shù)囊粋�是_________。

A. B.

C. D.

（2）選擇好正確的電路進行實驗，根據(jù)實驗所測得的電壓和電流，描繪出該LED燈泡的伏安特性曲線如圖乙所示，由圖線可知，LED燈泡兩端電壓在2.3V以下時幾乎處于_________（選填“短路”或“斷路”）狀態(tài)，選LED燈泡的電阻隨其兩端電壓的升高而_________（選填“增大”“減小”或“不變”）。

（3）由該LED燈泡的伏安特性曲線可知，若將該LED燈泡與題中所給電源和一阻值約為的電阻串聯(lián)，則該LED燈泡的耗電功率為___________W（保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】有一種雜技表演叫“飛車走壁”，由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺形表演臺的側(cè)壁高速行駛，做勻速圓周運動．圖中粗線圓表示摩托車的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為h．下列說法中正確的是（ ）

A. h越高，摩托車對側(cè)壁的壓力將越大

B. h越高，摩托車做圓周運動的線速度將越大

C. h越高，摩托車做圓周運動的周期將越大

D. h越高，摩托車做圓周運動的向心力將越大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（6分）某物理小組的同學設(shè)計了一個粗制玩具小車通過凹形橋最低點時的速度的實驗。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為R=0.20m）。

完成下列填空：

（1）將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖（a）所示，托盤秤的示數(shù)為1.00kg；

（2）將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點時，托盤秤的示數(shù)如圖（b）所示，該示數(shù)為_____kg;

（3）將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點后滑向另一側(cè)，此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：

序號

1

2

3

4

5

m（kg）

1.80

1.75

1.85

1.75

1.90

（4）根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力為_____N；小車通過最低點時的速度大小為_______m/s。（重力加速度大小取9.80m/s2 ，計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

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