【題目】小明站在水平地面上，手握不可伸長的輕繩一端，繩的另一端系有質量為m的小球，抖動手腕，使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動。當球某次運動到最低點時，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，手與球之間的繩長為，重力加速度為g。忽略手的運動半徑和空氣阻力。

(1)求繩斷時球的速度大小v

(2)問繩能承受的最大拉力多大？

(3)改變繩長，使球重復上述運動，若繩仍在球運動到最低點時斷掉，要使球拋出的水平距離最大，繩長l應為多少？最大水平距離為多少？

【答案】（1）（2）（3）d/2；

【解析】試題分析：

(1)設繩斷后球飛行時間為t，由平拋運動規(guī)律，有：，所以。根據(jù)機械能守恒定律則：，所以

(2)設繩能承受的最大拉力大小為F，這也是球受到繩的最大拉力大�。蜃鰣A周運動的半徑為，根據(jù)圓周運動向心力公式，解得。

(3)設繩長為l，繩斷時球的速度大小為v3，繩承受的最大拉力不變，有

得

繩斷后球做平拋運動，豎直位移為,水平位移為x，時間為，有

得，根據(jù)一元二次方程的特點，當時，x有極大值，

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某電場的電場線分布如圖實線所示，一帶電粒子在電場力作用下經(jīng)A點運動到B點，運動軌跡如虛線所示．粒子重力不計，則粒子的加速度、動能、電勢能的變化情況是(　　)

A. 若粒子帶正電，其加速度和動能都增大，電勢能增大

B. 若粒子帶正電，其動能增大，加速度和電勢能都減小

C. 若粒子帶負電，其加速度和動能都增大，電勢能減小

D. 若粒子帶負電，其加速度和動能都減小，電勢能增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示，兩個點電荷Q1、Q2固定在x軸上距離為L的兩點，其中Q1帶正電荷位于原點O，a、b是它們的連線延長線上的兩點，其中b點與O點相距3L.現(xiàn)有一帶正電的粒子q以一定的初速度沿x軸從a點開始經(jīng)b點向遠處運動(粒子只受電場力作用)，設粒子經(jīng)過a，b兩點時的速度分別為va、vb，其速度隨坐標x變化的圖象如圖乙所示，則以下判斷正確的是( 　　)

A. 粒子在a點的電勢能比b點的電勢能小

B. a點的電勢比b點的電勢高

C. b點的場強一定為零

D. Q2帶負電且電荷量小于Q1

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（1）關于電磁波，下列說法中正確的有_______

A．能在真空中傳播

B．能被人眼直接觀察到

C．紅外線可以用來滅菌消毒

D．機場安檢使用X 射線可以窺見行李箱內(nèi)的物品

（2）如圖所示，螺線管的匝數(shù)為100匝，在0.1s內(nèi)穿過螺線管的磁通量變化了0.02Wb ，則螺線管兩端產(chǎn)生的感應電動勢為_________V。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖，一輕彈簧原長為2L，其一端固定在傾角為37°的固定直軌道AC的底端A處，另一端位于直軌道上B處，彈簧處于原長，直軌道BC=5L。質量為m的小物塊P自C點由靜止開始下滑，最低到達E點（未畫出），隨后P沿軌道被彈回，最高點到達F點，BF=2L，已知P與直軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.25，重力加速度大小為g。（取sin370=0.6，cos370=0.8）

（1）求P第一次運動到B點時速度的大小；

（2）P從B運動到E的過程中加速度大小和速度的大小如何變化；

（3）求P運動到Ｅ點時彈簧的彈性勢能。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】（多選）如圖所示，M、N是真空中的兩塊平行金屬板．質量為m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度v0由小孔進入電場，當M、N間電壓為U時，粒子恰好能到達N板．如果要使這個帶電粒子到達M、N板間距的后返回，下列措施中能滿足要求的是(不計帶電粒子的重力)(　　)

A. 使初速度減為原來的 B. 使M、N間電壓加倍

C. 使M、N間電壓提高到原來的4倍 D. 使初速度和M、N間電壓都減為原來的

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如右圖所示為一組未知方向的勻強電場的電場線，將1×10－6 C的負電荷由A點沿水平線移至B點，電場力做了2×10－6 J的功，A、B間的距離為2 cm.問：

(1)勻強電場場強多大？方向如何？

(2)A、B兩點間的電勢差多大？若B點電勢為1 V，A點電勢為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在平面直角坐標系xOy的第四象限有垂直紙面向里的勻強磁場，一質量為m＝5．0×10－8kg、電量為q＝1．0×10－6C的帶電粒子。從靜止開始經(jīng)U0＝10 V的電壓加速后，從P點沿圖示方向進入磁場，已知OP＝0．3m。（粒子重力不計，sin 37°＝0．6，cos 37°＝0．8）求：

（1）帶電粒子到達P點時速度v的大��；

（2）若磁感應強度B＝2．0 T，粒子從x軸上的Q點離開磁場，求OQ的距離；

（3）若粒子不能進入x軸上方，求磁感應強度B′滿足的條件。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】沖擊擺是用來測量子彈速度的一種簡單裝置。如圖所示，將一個質量很大的砂箱用輕繩懸掛起來，一顆子彈水平射入砂箱，砂箱發(fā)生擺動。若子彈射擊砂箱時的速度為v，測得沖擊擺的最大擺角為，砂箱上升的最大高度為h，則當子彈射擊砂箱時的速度變?yōu)?/span>2v時，下列說法正確的是

A. 沖擊擺的最大擺角將變?yōu)?

B. 沖擊擺的最大擺角的正切值將變?yōu)?tan

C. 砂箱上升的最大高度將變?yōu)?/span>2h

D. 砂箱上升的最大高度將變?yōu)?/span>4h

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