【題目】小華站在水平地面上,手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動(dòng)手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地,如圖所示。已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長(zhǎng)為d,重力加速度為g。忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力。
(1)問(wèn)繩能承受的最大拉力多大?
(2)改變繩長(zhǎng),使球重復(fù)上述運(yùn)動(dòng),若繩仍在球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)斷掉,要使球拋出的水平距離最大,繩長(zhǎng)應(yīng)為多少?最大水平距離為多少?
【答案】(1);(2),。
【解析】
(1)設(shè)繩斷后球飛行的時(shí)間為t,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有
豎直方向
水平方向
D=v1t
解得
v1=
設(shè)繩能承受的最大拉力大小為Fmax,這也是球受到繩的最大拉力的大小,球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為
由圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式,有
Fmax-mg=
得
Fmax=mg
(2)設(shè)繩長(zhǎng)為l,繩斷時(shí)球的速度大小為v3,繩承受的最大拉力不變,有
Fmax-mg=m
解得
v3=
繩斷后球做平拋運(yùn)動(dòng),豎直位移為
y=d-l
水平位移為x,時(shí)間為t1,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有
得
x=4
當(dāng)l=時(shí),x有最大值
xmax=d
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑、用不同材料制成的圓筒,豎直固定在相同高度,兩個(gè)相同的條形磁鐵,同時(shí)從A、B上端管口同一高度無(wú)初速度同時(shí)釋放,穿過(guò)A管的條形磁鐵比穿過(guò)B管的條形磁鐵先落到地面.下面關(guān)于兩管的制作材料的描述可能的是( )
A. A管是用塑料制成的,B管是用銅制成的
B. A管是用鋁制成的,B管是用膠木制成的
C. A管是用膠木制成的,B管是用塑料制成的
D. A管是銅制成的,B管是用塑料制成的
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖,一粗糙斜面固定在地面上,斜面頂端裝有一光滑定滑輪。一細(xì)繩跨過(guò)滑輪,其一端懸掛物塊N。另一端與斜面上的物塊M相連,系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),F(xiàn)用水平向左的拉力緩慢拉動(dòng)N,直至懸掛N的細(xì)繩與豎直方向成45°。已知M始終保持靜止,則在此過(guò)程中
A. 水平拉力的大小可能保持不變
B. M所受細(xì)繩的拉力大小一定一直增加
C. M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加
D. M所受斜面的摩擦力大小可能先減小后增加
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】當(dāng)今醫(yī)學(xué)成像診斷設(shè)備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”,它在醫(yī)療診斷中,常利用能放射電子的同位素碳11作為示蹤原子,碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得的.加速質(zhì)子的回旋加速器如圖甲所示,D形盒裝在真空容器中,兩D形盒內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,兩D形盒間的交變電壓的大小為U.若在左側(cè)D1盒圓心處放有粒子源S不斷產(chǎn)生質(zhì)子,質(zhì)子質(zhì)量為m,電荷量為q.質(zhì)子從粒子源S進(jìn)入加速電場(chǎng)時(shí)的初速度不計(jì),不計(jì)質(zhì)子所受重力,忽略相對(duì)論效應(yīng).
(1)質(zhì)子第一次被加速后的速度大小v1是多大?
(2)若質(zhì)子在D形盒中做圓周運(yùn)動(dòng)的最大半徑為R,且D形盒間的狹縫很窄,質(zhì)子在加速電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間可忽略不計(jì).那么,質(zhì)子在回旋加速器中運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間t總是多少?
(3)要把質(zhì)子從加速器中引出,可以采用靜電偏轉(zhuǎn)法.引出器原理如圖乙所示,一對(duì)圓弧形金屬板組成弧形引出通道,內(nèi)、外側(cè)圓弧形金屬板分別為兩同心圓的一部分,圓心位于O′點(diǎn).內(nèi)側(cè)圓弧的半徑為r0,外側(cè)圓弧的半徑為r0+d.在內(nèi)、外金屬板間加直流電壓,忽略邊緣效應(yīng),兩板間產(chǎn)生徑向電場(chǎng),該電場(chǎng)可以等效為放置在O′處的點(diǎn)電荷Q在兩圓弧之間區(qū)域產(chǎn)生的電場(chǎng),該區(qū)域內(nèi)某點(diǎn)的電勢(shì)可表示為φ=k (r為該點(diǎn)到圓心O′點(diǎn)的距離).質(zhì)子從M點(diǎn)進(jìn)入圓弧通道,質(zhì)子在D形盒中運(yùn)動(dòng)的最大半徑R對(duì)應(yīng)的圓周與圓弧通道正中央的圓弧相切于M點(diǎn).若質(zhì)子從圓弧通道外側(cè)邊緣的N點(diǎn)射出,則質(zhì)子射出時(shí)的動(dòng)能Ek是多少?要改變質(zhì)子從圓弧通道中射出時(shí)的位置,可以采取哪些辦法?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】用控制變量法,可以研究影響電荷間相互作用力的因素,如圖所示, O是一個(gè)帶電的物體,若把系在絲線上的帶電小球先后掛在橫桿上的P1,P2,P3等位置,可以比較小球在不同位置所受帶電物體的作用力的大小,這個(gè)力的大小可以通過(guò)絲線偏離豎直方向的角度θ顯示出來(lái)。若物體O的電荷量用Q表示,小球的電荷量用q表示,物體與小球間距離用d表示,物體和小球之間的作用力大小用F表示。則以下對(duì)該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷正確的是( )
A. 保持Q,q不變,增大d,則θ變大,說(shuō)明F與d有關(guān)
B. 保持Q,d不變,減小q,則θ變小,說(shuō)明F與q有關(guān)
C. 保持Q,q不變,減小d,則θ變大,說(shuō)明F與d成反比
D. 保持q,d不變,減小Q,則θ變小,說(shuō)明F與Q成正比
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一列自右向左傳播的簡(jiǎn)諧橫波,在t=0時(shí)刻的波形圖如圖所示。已知在t1=0.2 s時(shí),質(zhì)點(diǎn)P第一次位于波谷,質(zhì)點(diǎn)Q的坐標(biāo)是(-3,0),質(zhì)點(diǎn)A的坐標(biāo)是(4,-3),則以下說(shuō)法正確的是( )
A.在t=0時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)P向上運(yùn)動(dòng)
B.這列波的傳播速度為5 cm/s
C.從t=0時(shí)刻到t2=1.4 s時(shí)刻過(guò)程,質(zhì)點(diǎn)Q經(jīng)過(guò)的路程是9 cm
D.在t3=1.0 s時(shí)刻,質(zhì)點(diǎn)Q首次位于波峰
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】出租車上安裝有速度表,計(jì)價(jià)器里安裝有里程表和時(shí)間表,出租車載客后,從高速公路入口處駛?cè)敫咚俟罚?/span>10時(shí)10分55秒開(kāi)始做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),到10時(shí)11分05秒時(shí),速度表顯示54km/h,求
(1)這時(shí)出租車離出發(fā)點(diǎn)距離為多少千米?
(2)速度表顯示108km/h時(shí),出租車開(kāi)始做勻速直線運(yùn)動(dòng),當(dāng)時(shí)間表顯示10時(shí)12分35秒,計(jì)價(jià)器里程表示數(shù)為多少千米?
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】一根絲線吊著一質(zhì)量為m,電荷量為q的小球靜止在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,絲線與豎直方向成37°角,重力加速度為g,(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)小球的帶電性質(zhì);
(2)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大。
(3)絲線的拉力。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在利用圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中。
(1)下列做法正確的是______(填字母代號(hào))。
A.調(diào)節(jié)滑輪的高度,使?fàn)恳緣K的細(xì)繩與長(zhǎng)木板保持平行
B.在長(zhǎng)木板帶定滑輪的一端下面墊上一塊薄木塊,使小車在不受牽引力時(shí)能勻速下滑
C.實(shí)驗(yàn)時(shí),先放開(kāi)小車再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D.增減小車上的砝碼即改變小車的總質(zhì)量后,不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
(2)圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,紙帶上已量出某些點(diǎn)間的距離。已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的工作頻率為,則打下點(diǎn)時(shí),小車的速度大小為______,小車的加速度大小為______。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)
(3)保持小車(含車上砝碼)的質(zhì)量不變,某同學(xué)利用圖甲所示的裝置,研究加速度與拉力的關(guān)系時(shí),得到圖丙所示圖線。則該圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因是_____________________________。
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