1．如圖所示，在電機(jī)的轉(zhuǎn)軸O處固定一根長為L的輕桿，在輕桿的另一端固定一質(zhì)量為m的鐵球．電機(jī)啟動(dòng)后，輕桿以角速度ω繞軸O在豎直面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求地面對電機(jī)的最大支持力和最小支持力的差值△F．

分析 鐵球做圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)靠重力和拉力的合力提供向心力，此時(shí)鐵球也會(huì)對輕桿產(chǎn)生反向的拉力，使得電機(jī)對地的壓力減�。煌�，在最低點(diǎn)，鐵球會(huì)對輕桿產(chǎn)生向下的拉力，使得電機(jī)對地的壓力變大，根據(jù)牛頓第二定律求出鐵球的向心力，從而得知電機(jī)對地面的最大壓力之差．

解答 解：設(shè)鐵球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)，輕桿對其作用力分別為F1和F2，且都指向軸心，根據(jù)牛頓第二定律有：
在最高點(diǎn)：mg+F1=mω2r…①
在最低點(diǎn)：F2-mg=mω2r…②
由牛頓第三定律分析可知，電機(jī)對地面的最大壓力和最小壓力分別出現(xiàn)在鐵球m位于最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)，且壓力差的大小為：
△F=F2+F1…③
由①②③式可解得：△F=2mω2r．
答：地面對電機(jī)的最大支持力和最小支持力的差值△F為2mω2r．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵采用隔離法分析，鐵球在豎直方向上的重力和輕桿的拉力的合力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，再利用牛頓第三定律加以分析．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．有一個(gè)推礦泉水瓶的游戲節(jié)目，規(guī)則是：選手們從起點(diǎn)開始用力推瓶一段時(shí)間后，放手讓瓶向前滑動(dòng)，若瓶最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi)，視為成功；若瓶最后未停在桌上有效區(qū)域內(nèi)或在滑行過程中倒下，均視為失�。浜喕Ｐ腿鐖D所示，AC是長度為L1=5m的水平桌面，選手們可將瓶子放在A點(diǎn)，從A點(diǎn)開始用一恒定不變的水平推力推瓶，BC為有效區(qū)域．已知BC長度L2=1m，瓶子質(zhì)量m=0.5kg，瓶子與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4．某選手作用在瓶子上的水平推力F=20N，瓶子沿AC做直線運(yùn)動(dòng)，假設(shè)瓶子可視為質(zhì)點(diǎn)，g取10m/s2，那么該選手要想游戲獲得成功，試問：
（1）推力作用在瓶子上的時(shí)間最長不得超過多少；
（2）推力作用在瓶子上的距離最小為多少．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

12．某學(xué)習(xí)小組可通過測定井水的電阻率來判斷水的純凈程度（由于水中含有各種溶解鹽類，并以離子的形態(tài)存在，水越純凈，含鹽量越少，電阻率越大，達(dá)標(biāo)值為40Ω•m＜ρ＜100Ω•m）．該學(xué)習(xí)小組所用盛水容器如圖1所示，其左、右兩側(cè)面為帶有接線柱的薄銅板（電阻極小可忽略），其余四面由絕緣材料制成．容器內(nèi)表面長a=40cm，寬b=20cm，高c=10cm．將水樣注滿容器后，進(jìn)行以下操作：

①分別用多用電表歐姆擋的“×100”、“×1k”兩擋粗測水樣的電阻值時(shí)，表盤上指針如圖2（a）、（b）所示，則所測水樣的電阻約為1750Ω．

②為更精確地測量所取水樣的電阻，該小組使用實(shí)驗(yàn)器材：
A．電流表（量程0～l0mA，電阻RA約為10Ω）
B．電壓表（量程0～15V，電阻R．約為30kΩ）
C．滑動(dòng)變阻器（最大電阻10Ω，額定電流1.5A）
D．電源（12V，內(nèi)阻約2Ω）
E．開關(guān)一只、導(dǎo)線若干
請?jiān)趫D3實(shí)物圖中完成剩余的電路連接．
③正確連接電路后，閉合開關(guān)，測量得到如下數(shù)據(jù)：
組別1234567
U/V5.15.87.08.19.010.011.0
I/mA2.93.34.05.05.15.76.3
④由以上測量數(shù)據(jù)可以求出待測水樣的電阻率為87Ω•m．據(jù)此可知，所測水樣在電阻率這一指標(biāo)上達(dá)標(biāo)（選填“達(dá)標(biāo)”或“不達(dá)標(biāo)”）．
⑤在處理數(shù)據(jù)過程中，發(fā)現(xiàn)其中一組數(shù)據(jù)誤差偏大，它是第4（用表格中“組別”的序號表示）組．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

9．2013年12月14日，北京飛行控制中心傳來好消息，“嫦娥三號”探測器平穩(wěn)落月．“嫦娥三號”接近月球表面的過程可簡化為三個(gè)階段：一、距離月球表面一定的高度以速度v0環(huán)繞運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，打開推力發(fā)動(dòng)機(jī)減速，下降到距月球表面H=100米高處時(shí)懸停，尋找合適落月點(diǎn)；二、找到落月點(diǎn)后繼續(xù)下降，距月球表面h=4m時(shí)速度再次減為0；三、此后，關(guān)閉所有發(fā)動(dòng)機(jī)，使它做自由落體運(yùn)動(dòng)落到月球表面．已知“嫦娥三號”著陸時(shí)的質(zhì)量為1200kg，月球表面的重力加速度g′=1.6m/s2，月球半徑為R，引力常量為G．求：
（1）月球的質(zhì)量（用字母g′、R、G表示）；
（2）環(huán)繞運(yùn)行時(shí)離月面的高度（用字母g′、R，v0表示）．
（3）從懸停在100米處到落至月球表面，發(fā)動(dòng)機(jī)對“嫦娥三號”做的功．（此過程重力加速度可視為g′=1.6m/s2恒定不變，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

16．如圖所示，豎直放置的兩光滑平行的金屬導(dǎo)軌，置于垂直于導(dǎo)軌平面向里的勻強(qiáng)磁場中，兩根質(zhì)量m均為1kg的導(dǎo)體棒a和b，電阻阻值分別為Ra=1Ω和Rb=2Ω（金屬導(dǎo)軌及接觸電阻均可忽略不計(jì)），與導(dǎo)軌緊密接觸且可自由滑動(dòng)，先固定a，釋放b，當(dāng)b下降高度h為0.5m，速度可達(dá)到v0=2m/s時(shí)，再釋放a（重力加速度g=10m/s2 ）．求：
（1）b下降高度為0.5m過程中，導(dǎo)體棒a產(chǎn)生的焦耳熱；
（2）當(dāng)釋放a時(shí)，安培力已對b做的功；
（3）若導(dǎo)軌足夠長，a，b棒最后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

6．據(jù)報(bào)道，“嫦娥三號”將于2013年下半年擇機(jī)發(fā)射，如果嫦娥三號衛(wèi)星在地球表面的重力為G1，在月球表面的重力為G2，已知地球半徑為R1，月球半徑為R2，地球表面處的重力加速度為g，忽略地球自轉(zhuǎn)對計(jì)算的影響，求：
（1）嫦娥三號衛(wèi)星在月球表面軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T月；
（2）月球的質(zhì)量與地球的質(zhì)量之比；
（3）月球的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．一質(zhì)量為m，所帶電荷量為-q的粒子以速度v0射入兩帶電平行極板間，如圖所示，已知兩極板間的電勢差為U，距離為d，不計(jì)重力，則粒子穿出電場時(shí)的速度為（　�。�
A．$\sqrt{\frac{2U}ej8gpwb}$B．v0+$\sqrt{\frac{2qU}{m}}$C．v0+$\sqrt{\frac{2qU}j8lvelo}$D．$\sqrt{\frac{m{v}_{0}^{2}+2qU}{m}}$

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

7．如圖所示，A、B兩平行金屬板水平正對放置，兩板相距d，電容為C，上級板A接地，兩板原來不帶電，現(xiàn)有大量的質(zhì)量為m，電量為+q（q很小）的帶電液滴，依次以相同的水平速度v0沿兩板中心水平射入平行金屬板區(qū)域，相鄰液滴射入的時(shí)間間隔足夠長，液滴落到B板時(shí)會(huì)將電荷全部轉(zhuǎn)移B上后液滴蒸發(fā)，已知第1滴液滴恰好落在B板的中點(diǎn)處，軌跡如圖中實(shí)線所示，第2滴的軌跡如圖所示虛線所示，則（　�。�
A．第1滴液滴在金屬板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于第2滴在金屬板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
B．第1滴液滴打到B板的動(dòng)能大于第2滴打到B板的動(dòng)能
C．電容器的極板所帶電量的最大值Q=$\frac{mgCd}{q}$
D．若第1滴液滴入射前，僅將B板向下移動(dòng)少許，則能打到B板的液滴數(shù)量將增加

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

8．一列沿x軸負(fù)方向傳播的簡諧橫波，在某時(shí)刻波形如圖中實(shí)線所示，經(jīng)過一段時(shí)間后波形如圖中虛線所示，在這段時(shí)間里，圖中P點(diǎn)處的質(zhì)元通過的路程可能是（　�。�
A．1.0mB．0.6mC．0.8mD．0.4m

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同步練習(xí)冊答案