如圖所示，小球P用長L=1m的細繩系著，在水平面內(nèi)繞O點做勻速圓周運動，其角速度ω=2πrad/s，另一個球Q質(zhì)量為m=1kg，在高出水平面h=0.8m的水平槽上，槽與繩平行，槽光滑，槽口A點在O點正上方，當小球Q受到水平恒力F作用時(球Q初速為0)，小球P運動到槽的下方．球Q運動到A點，力F自然取消．

要使兩小球相碰，恒力F應滿足怎樣的條件________________________；

Q在槽上滑行的最小距離為________________________(g取)

答案：略
解析：

恒力F應滿足，k=0，1，2，3，……；Q初位置離槽口最小0.125m．

球Q先在光滑槽上做勻加速直線運動，然后做平拋運動

運動總時間為

①

是平拋運動的初速度，要與P相碰，Q平拋運動的水平分位移為x=L

由平拋運動規(guī)律公式

②　

根據(jù)牛頓第二定律

③

P球要與Q相碰，必須在時間內(nèi)恰好運動到Q球的落點位置，則

④

注意圓周運動的周期性

且

⑤　　(k=0，1，2，3，……)

由上述方程可得：

　　(k=0，1，2，3，……)

Q球勻加速運動過程中，根據(jù)動能定理得

⑥

則

，k=0，1，2，3，……

當k=0時，s有最小值　


練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

三個同學根據(jù)不同的實驗條件，進行了“探究平拋運動規(guī)律”的實驗：
（1）甲同學采用如圖所示的裝置，用小錘打擊彈性金屬片，金屬片把A球沿水平方向彈出，同時B球被松開，自由下落，觀察到兩球同時落地，改變小錘打擊的力度，使A球被彈出時的速度不同，兩球仍然同時落地，這說明
平拋運動的豎直分運動是自由落體運動
平拋運動的豎直分運動是自由落體運動
．

（2）乙同學采用如圖乙所示的裝置，兩個相同的斜槽軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q，其中N的末端與光滑的水平板相切，兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D．斜槽軌道M到水平板的高度可調(diào)，但兩軌道始終保持平行，因此小鐵球P、Q在軌道出口處的水平速度v0總是相等的．現(xiàn)將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后同時切斷電源，使兩小球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N的下端A、B射出，實驗觀察到的現(xiàn)象應是
兩球在水平面上碰撞
兩球在水平面上碰撞
．若僅改變軌道M的高度（兩軌道仍然保持平行），重復上述實驗，仍能觀察到相同的現(xiàn)象，這是因為
平拋運動的水平分運動是勻速直線運動
平拋運動的水平分運動是勻速直線運動
．
（3）丙同學采用頻閃攝影法拍攝到如圖丙所示的“小球做平拋運動”的照片，圖中每個小方格代表的實際邊長為L=2.5cm．由圖可求得拍攝時每間隔時間T=
0.05
0.05
s曝光一次，該小球平拋的初速度大小為
1.0
1.0
m/s（取g=10m/s2）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

A．選修3-3
（1）有以下說法：其中正確的是
AEF
AEF
．
A．“用油膜法估測分子的大小”實驗中油酸分子直徑等于純油酸體積除以相應油酸膜的面積
B．理想氣體在體積不變的情況下，壓強p與熱力學溫度T成正比
C．氣體分子的平均動能越大，氣體的壓強就越大
D．物理性質(zhì)各向同性的一定是非晶體
E．液體的表面張力是由于液體分子間的相互作用引起的
F．控制液面上方飽和汽的體積不變，升高溫度，則達到動態(tài)平衡后該飽和汽的質(zhì)量增大，密度增大，壓強也增大
G．讓一小球沿碗的圓弧型內(nèi)壁來回滾動，小球的運動是可逆過程
（2）如圖甲所示，用面積為S的活塞在汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的空氣，活塞上放一砝碼，活塞和砝碼的總質(zhì)量為m，現(xiàn)對汽缸緩緩加熱使汽缸內(nèi)的空氣溫度從TI升高到T2，且空氣柱的高度增加了△l，已知加熱時氣體吸收的熱量為Q，外界大氣壓強為p0，問此過程中被封閉氣體的內(nèi)能變化了多少？請在下面的圖乙的V-T圖上大致作出該過程的圖象（包括在圖象上標出過程的方向）．
（3）一只氣球內(nèi)氣體的體積為2L，密度為3kg/m3，平均摩爾質(zhì)量為15g/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1，試估算這個氣球內(nèi)氣體的分子個數(shù)．
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是
BD
BD

A．交通警通過發(fā)射超聲波測量車速，利用了波的干涉原理
B．電磁波的頻率越高，它所能攜帶的信息量就越大，所以激光可以比無線電波傳遞更多的信息
C．單縫衍射中，縫越寬，條紋越亮，衍射現(xiàn)象也越明顯
D．地面上測得靜止的直桿長為L，則在沿桿方向高速飛行火箭中的人測得桿長應小于L
（2）如圖所示，一彈簧振子在MN間沿光滑水平桿做簡諧運動，坐標原點O為平衡位置，MN=8cm．從小球經(jīng)過圖中N點時開始計時，到第一次經(jīng)過O點的時間為0.2s，則小球的振動周期為
0.8
0.8
s，振動方程的表達式為x=
4cos
5πt
2
4cos
5πt
2
cm；
（3）一列簡諧橫波在t=0時刻的波形如圖所示，質(zhì)點P此時刻沿-y運動，經(jīng)過0.1s第一次到達平衡位置，波速為5m/s，那么：
①該波沿
-x
-x
（選填“+x”或“-x”）方向傳播；
②圖中Q點（坐標為x=7.5m的點）的振動方程y=
5cos
5πt
3
5cos
5πt
3
cm；
③P點的橫坐標為x=
2.5
2.5
m．
C．選修3-5
（1）下列說法中正確的是
BC
BC

A．X射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出的方向與線圈中電流流向相同k
B．一群處于n=3能級激發(fā)態(tài)的氫原子，自發(fā)躍遷時能發(fā)出3種不同頻率的光
C．放射性元素發(fā)生一次β衰變，原子序數(shù)增加1
D．235U的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期可能變短
（2）下列敘述中不符合物理學史的是
BCD
BCD

A．麥克斯韋提出了光的電磁說
B．愛因斯坦為解釋光的干涉現(xiàn)象提出了光子說
C．湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，并首先提出原子的核式結構模型
D．貝克勒爾通過對天然放射性的研究，發(fā)現(xiàn)了放射性元素釙（Pa）和鐳（Ra）
（3）兩磁鐵各固定放在一輛小車上，小車能在水平面上無摩擦地沿同一直線運動．已知甲車和磁鐵的總質(zhì)量為0.5kg，乙車和磁鐵的總質(zhì)量為1.0kg．兩磁鐵的N極相對．推動一下，使兩車相向運動．某時刻甲的速率為2m/s，乙的速率為3m/s，方向與甲相反．兩車運動過程中始終未相碰，則兩車最近時，乙的速度為多大？

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，一個人用一根長L=1m，只能承受T=46N拉力的繩子，拴著一個質(zhì)量為m=1kg的小球，在豎直面內(nèi)做逆時針方向的圓周運動，已知圓心O離地的距離H=6m，g=10m/s2．
（1）此人在小球到達最低點時必須用多大的角速度轉動小球方能使繩子被拉斷？
（2）若地面上P點停有一只視為質(zhì)點的烏龜，P點與O點的水平距離為7米，問繩子拉斷后，小球第一次著地是否會擊中烏龜？如沒擊中，則小球第一次著地點距烏龜多遠？

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科目：高中物理 來源：物理教研室 題型：022

如圖所示，小球P用長L=1m的細繩系著，在水平面內(nèi)繞O點做勻速圓周運動，其角速度ω=2πrad/s，另一個球Q質(zhì)量為m=1kg，在高出水平面h=0.8m的水平槽上，槽與繩平行，槽光滑，槽口A點在O點正上方，當小球Q受到水平恒力F作用時(球Q初速為0)，小球P運動到槽的下方．球Q運動到A點，力F自然取消．

要使兩小球相碰，恒力F應滿足怎樣的條件________________________；

Q在槽上滑行的最小距離為________________________(g取)

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