【題目】有一光滑水平板,板的中央有一小孔,孔內(nèi)穿入一根光滑輕線,輕線的上端系一質(zhì)量為的小球,輕線的下端系著質(zhì)量分別為和的兩個(gè)物體.當(dāng)小球在光滑水平板上沿半徑為的軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),輕線下端的兩個(gè)物體都處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示.若將兩物體之間的輕線剪斷,則小球的線速度為多大時(shí)才能再次在水平板上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)?

【答案】

【解析】

選小球?yàn)檠芯繉?duì)象.設(shè)小球沿半徑為的軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的線速度為,由牛頓第二定律得①

當(dāng)剪斷兩物體之間的輕線后,輕線對(duì)小球的拉力減小,不足以維持小球在半徑為的軌道上繼續(xù)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),于是小球逐漸偏離原來的軌道,同時(shí)輕線下端的物體逐漸上升,且小球的線速度逐漸減小.假設(shè)物體上升的高度為,小球的線速度減為時(shí),小球在半徑為的軌道上再次做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得②

再選小球和物體組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象.兩物體間的輕線被剪斷后物體上升的過程,由于只有重力做功,所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒.選小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的水平面為零勢(shì)能面,設(shè)小球沿半徑為的軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)到水平板的距離為,由機(jī)械能守恒定律得

③

由①②③得.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一物體在水平拉力F作用下在水平面做直線運(yùn)動(dòng)，作用2秒后撒去拉力F，其v﹣t圖象如圖所示，已知物體質(zhì)量m=1kg，則下列說法正確的是（　�。�

A. 從開始到第2s末，合外力做功為100J

B. 從第2s末到第6s末，合外力做功為﹣100J

C. 全過程合外力做功為50J

D. 全過程拉力做功為75J

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，甲、乙兩個(gè)小球從同一固定斜面的頂端O點(diǎn)水平拋出，分別落到斜面上的A、B兩點(diǎn)，A點(diǎn)為OB的中點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力．以下說法正確的是

A. 甲、乙兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度大小之比為1：2

B. 甲、乙兩球接觸斜面的瞬間，速度的方向相同

C. 甲、乙兩球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比為1：3

D. 甲、乙兩球運(yùn)動(dòng)過程中速度變化量的方向不相同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示,豎直固定的錐形漏斗內(nèi)壁是光滑的,內(nèi)壁上有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A和B,在各自不同的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).以下關(guān)于A、B兩球作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度(vA、vB)、角速度(ωA、ωB)、加速度(aA、aB)和對(duì)內(nèi)壁的壓力(FNA、FNB)的說法正確的是( )

A. vA>vB B. ωA>ωB C. aA>aB D. FNA>FNB

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】據(jù)國(guó)家航天局計(jì)劃,2006年已啟動(dòng)的"嫦娥奔月"工程,發(fā)射了一艘繞月球飛行的飛船.設(shè)另有一艘繞地球飛行的飛船,它們都沿圓形軌道運(yùn)行并且質(zhì)量相等,繞月球飛行的飛船的軌道半徑是繞地球飛行的飛船軌道半徑的,已知地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的倍,則繞地球飛行的飛船與繞月球飛行的飛船相比較( )

A. 向心加速度之比為6:1

B. 線速度之比為

C. 周期之比為

D. 動(dòng)能之比為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一矩形線圈以一定的初速度進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，線圈全部進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域時(shí)，其動(dòng)能恰好等于它在磁場(chǎng)外面時(shí)的一半，設(shè)磁場(chǎng)區(qū)域?qū)挾却笥诰�圈寬度，則( )

A. 線圈恰好在完全離開磁場(chǎng)時(shí)停下

B. 線圈在未完全離開磁場(chǎng)時(shí)即已停下

C. 線圈能通過場(chǎng)區(qū)不會(huì)停下

D. 線圈在磁場(chǎng)中某個(gè)位置停下

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，先后以速度v1和v2勻速把一矩形線圈拉出有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，v2=2v1，在先后兩種情況下( )

A. 線圈中的感應(yīng)電流之比I1：I2=2：1

B. 作用在線圈上的外力大小之比F1:F2=1:2

C. 線圈中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1:Q2=2:1

D. 通過線圈某一截面的電荷量之比q1:q2=1:2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)并位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化如圖所示．下面說法中正確的是( )

A. t1時(shí)刻通過線圈的磁通量為零

B. t2時(shí)刻通過線圈的磁通量的絕對(duì)值最大

C. t3時(shí)刻通過線圈的磁通量變化率的為零

D. 每當(dāng)e轉(zhuǎn)換方向時(shí)，通過線圈的磁通量的絕對(duì)值都為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】所示，一輕彈簧的兩端與質(zhì)量分別為和的兩物塊A、B相連接，并靜止在光滑的水平面上．現(xiàn)使B瞬時(shí)獲得水平向右的速度3m/s，以此刻為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，兩物塊的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示，從圖像信息可得（ ）

A. 在、時(shí)刻兩物塊達(dá)到共同速度1m/s，且彈簧都處于伸長(zhǎng)狀態(tài)

B. 從到時(shí)刻彈簧由壓縮狀態(tài)恢復(fù)到原長(zhǎng)

C. 兩物體的質(zhì)量之比為

D. 在時(shí)刻與的動(dòng)能之比為：1

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