如圖,讓擺球從圖中的C位置由靜止開始下擺,正好擺到懸點正下方D處時,線被拉斷,緊接著,擺球恰好能沿光滑豎直放置的半圓形軌道內(nèi)側(cè)做圓周運動,已知擺線長l=2.0m,軌道半徑R=2.0m,擺球質(zhì)量m=0.5kg.不計空氣阻力(g取10m/s2).
(1)求擺球在C點時與豎直方向的夾角θ和擺球落到D點時的速度;
(2)如僅在半圓形內(nèi)側(cè)軌道上E點下方
1
4
圓弧有摩擦,擺球到達(dá)最低點F的速度為6m/s,求摩擦力做的功.
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(1)在D點剛好不脫離半圓軌道,有:mg=m
vD2
R

vD=2
5
m/s
從C點到D點機械能守恒,有:mgL(1-cosθ)=
1
2
mvD2

θ=
π
3

(2)從D點到最低點,由動能定理得2mgR+W=
1
2
mv2-
1
2
mvD2

解得:W=-16J
答:(1)擺球在C點時與豎直方向的夾角θ=
π
3
和擺球落到D點時的速度vD=2
5
m/s;
(2)摩擦力做的功16J.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

I、在“用單擺測重力加速度”的實驗中,下列說法中正確的是
 

A.在組裝單擺時,讓細(xì)線的一端穿過擺球的小孔,然后,打一個比小孔大的線結(jié),線的另 一端用鐵夾固定在鐵架臺上,這樣做是為了保證擺球在同一豎直平面內(nèi)擺動,不形成圓錐擺
B.在組裝好單擺后,讓擺球自由下垂,如果用米尺量出懸點到擺球的最低端的長度為l,用螺旋測微器測出擺球的直徑為d,那么,單擺的擺長為l+
d
2

C.在記錄單擺的擺動次數(shù)時,是從擺球通過平衡位置開始計_,記下擺球每次沿同一方向通過平衡位置的次數(shù)n,同時用停表測出所用的時間t,那么,單擺的周期為
t
n

D.在記錄單擺的擺動次數(shù)時,是從擺球通過平衡位置開始計時,同時將此次通過最低點 記為第一次,記下擺球每次沿同一方向通過平衡位置的次數(shù)n,用停表測出所用的時間t,那么,單擺的周期為
2t
n-1

II、如圖1所示,是某實驗小組用光電計時器(圖中未畫出),來“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān) 系”和“研究合外力做功和動能變化的關(guān)系”的實驗 裝置圖.
(1)在這兩個實驗中,關(guān)于“平衡摩擦力”的說 法中正確的是
 

A.平衡摩擦力后,如果改變小車或砝碼盤中砝碼的質(zhì)量,需要重新平衡摩擦力
B.平衡摩擦力的實質(zhì)是小車的重力沿木板方向的分力與小車和紙帶所受的摩擦力平衡
C.平衡摩擦力要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)是在砝碼盤和砝碼的牽引下,小車帶動紙帶從長木板的一 端向有定滑輪的另一端勻速滑下
D.撤掉砝碼盤和細(xì)繩,若小車拖著紙帶沿長木板滑下時,打點計時器在紙帶上打出點的 間距是均勻的,就箅完成了“平衡摩擦力”
(2)如圖2所示,是用來“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的 實驗裝置簡易放大示意圖圖中MN是水平桌面,PQ為長木 板,“1”和“2”是固定在長木板上適當(dāng)位置的兩個光電門(與之連接的兩個光電計時器沒有畫出),它們之間的距離為 0.50m.在安裝好實驗裝置后,將小車A放在光電門“1”的上 方,使它在繩子牽引力的作用下,從靜止開始沿長木板做勻加速直線運動,測得小車A通過光電門“1”的時間為0.20s,通過光電門“2”的時間為0.1Os.則:
①如圖3所示,是小車上的擋光片的寬度用游標(biāo)卡尺測得的示意 圖.由圖可知,擋光片的寬度為
 
mm.
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②小車通過光電門“2”的速度大小為
 
m/s(保留二位有效數(shù)字).
③小車的加速度大小為
 
m/s2(保留二位有效數(shù)字).
④在該實驗中,如果小車及車上的砝碼的總質(zhì)量為M,砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m,那 么,下列圖象中不可能出現(xiàn)的是
 

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(3)如圖所示,是在“研究合外力做功和動能變化的關(guān)系”的實驗中,得到的一條紙帶,其 中,O為起始點,A、B、C、D、E依次為相鄰的計數(shù)點,相鄰兩個計數(shù)點之間還有n個點未標(biāo)出.如果打點計時器使用的交流電的頻率為f,小車和 砝碼的總質(zhì)量為M,砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量為m,那么,在滿足實驗要求的條件情況下,需要探究的表達(dá)式是
 
(用題中和圖中的字母表示).

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖,讓擺球從圖中的C位置由靜止開始下擺,正好擺到懸點正下方D處時,線被拉斷,緊接著,擺球恰好能沿光滑豎直放置的半圓形軌道內(nèi)側(cè)做圓周運動,已知擺線長l=2.0m,軌道半徑R=2.0m,擺球質(zhì)量m=0.5kg.不計空氣阻力(g取10m/s2).
(1)求擺球在C點時與豎直方向的夾角θ和擺球落到D點時的速度;
(2)如僅在半圓形內(nèi)側(cè)軌道上E點下方
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圓弧有摩擦,擺球到達(dá)最低點F的速度為6m/s,求摩擦力做的功.

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖,讓擺球從圖中的C位置由靜止開始下擺,正好擺到懸點正下方D處時,線被拉斷,緊接著,擺球恰好能沿光滑豎直放置的半圓形軌道內(nèi)側(cè)做圓周運動,已知擺線長l=2.0 m,軌道半徑R = 2.0 m,擺球質(zhì)量m=0.5 kg。不計空氣阻力(g取10 m/s2)。

(1)求擺球在C點時與豎直方向的夾角θ和擺球落到D點時的速度;

(2)如僅在半圓形內(nèi)側(cè)軌道上E點下方14圓弧有摩擦,擺球到達(dá)最低點F的速度為6 m/s,求摩擦力做的功。

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科目:高中物理 來源:2007-2008學(xué)年江蘇省宿遷市高三(上)第一次調(diào)研物理試卷 (解析版) 題型:解答題

如圖,讓擺球從圖中的C位置由靜止開始下擺,正好擺到懸點正下方D處時,線被拉斷,緊接著,擺球恰好能沿光滑豎直放置的半圓形軌道內(nèi)側(cè)做圓周運動,已知擺線長l=2.0m,軌道半徑R=2.0m,擺球質(zhì)量m=0.5kg.不計空氣阻力(g取10m/s2).
(1)求擺球在C點時與豎直方向的夾角θ和擺球落到D點時的速度;
(2)如僅在半圓形內(nèi)側(cè)軌道上E點下方圓弧有摩擦,擺球到達(dá)最低點F的速度為6m/s,求摩擦力做的功.

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