分析 (1)球在光滑的水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動,由線的拉力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律分別對開始時和斷開前列方程,結(jié)合條件:線斷開前的瞬間線的拉力比開始時大40N,求解線的拉力;
(2)設(shè)線斷時小球的線速度大小為v,此時繩子的拉力提供向心力,根據(jù)向心力公式即可求得速度;
(3)小球離開桌面時做平拋運(yùn)動,豎直方向做自由落體運(yùn)動,由高度求出時間,根據(jù)水平方向做勻速直線運(yùn)動求出水平距離.
解答 解:(1)小球在光滑桌面上做勻速圓周運(yùn)動時受三個力作用;重力mg、桌面彈力FN和細(xì)線的拉力F,重力mg和彈力FN平衡,線的拉力提供向心力,有:
Fn=F=mω2R,
設(shè)原來的角速度為ω0,線上的拉力是F0,加快后的角速度為ω,線斷時的拉力是F1,則有:
F1:F0=ω2:ω02=9:1,
又F1=F0+40N,
所以F0=5N,線斷時有:F1=45N.
(2)設(shè)線斷時小球的線速度大小為v,由F1=$\frac{m{v}^{2}}{R}$,
代入數(shù)據(jù)得:v=5m/s.
(3)由平拋運(yùn)動規(guī)律得小球在空中運(yùn)動的時間為:t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2×0.8}{10}}$s=0.4s,
則落地點(diǎn)離桌面的水平距離為:x=vt=5×0.4=2m.
答:(1)線斷裂的瞬間,線的拉力為45N;
(2)這時小球運(yùn)動的線速度為5m/s;
(3)落地點(diǎn)離桌面的水平距離為2m.
點(diǎn)評 對于勻速圓周運(yùn)動動力學(xué)問題,關(guān)鍵是確定向心力的來源,平拋運(yùn)動采用運(yùn)動的分解進(jìn)行處理,難度適中.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 從O運(yùn)動到P點(diǎn)的時間大于$\frac{2{v}_{0}}{g}$ | |
B. | 物體沿滑到經(jīng)過P點(diǎn)時速度的水平分量為5m/s | |
C. | 物體做平拋運(yùn)動的水平初速度v0為2$\sqrt{5}$m/s | |
D. | 物體沿滑道經(jīng)過P點(diǎn)時重力的功率為40$\sqrt{5}$w |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 分子間的引力和斥力都在增大 | |
B. | 分子間的斥力在減小,引力在增大 | |
C. | 分子間的作用力先減小后增大,再減小 | |
D. | 分子間的作用力在逐漸減小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 恒力F的大小為$\frac{4}{3}mg$ | |
B. | 從物體開始運(yùn)動到回到出發(fā)點(diǎn)的過程中,物體的機(jī)械能增加了W | |
C. | 回到出發(fā)點(diǎn)時重力的瞬間功率為2$\sqrt{m{g}^{2}W}$ | |
D. | 撤去恒力F時,物體的動能和勢能恰好相等 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 傳感器能將非電學(xué)量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電學(xué)量 | |
B. | 金屬熱電阻是一種可以將電學(xué)量轉(zhuǎn)換為熱學(xué)量的傳感器 | |
C. | 干簧管是能夠感知電場的傳感器 | |
D. | 半導(dǎo)體熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而增大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 2$\frac{{v}^{2}}{Rg}$ | B. | $\frac{{v}^{2}}{Rg}$ | C. | $\frac{2{v}^{2}}{Rg}$ | D. | $\frac{\sqrt{2}{v}^{2}}{Rg}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 該金屬的極限頻率4.2×1014 Hz | |
B. | 該圖線的斜率表示普朗克常量 | |
C. | 該金屬的逸出功為0.5 eV | |
D. | 光電子的最大初動能隨入射光頻率增大而增大 |
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