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2.如圖所示,底座A上裝有0.5m的直立桿,座和桿總質(zhì)量為0.2kg,桿上套有質(zhì)量為m=0.05kg的小環(huán)B,它與桿始終有摩擦且大小不變.當(dāng)環(huán)從底座上以4m/s的初速度飛起時(shí),剛好能到達(dá)桿的頂端,g取10m/s2.求:
(1)在環(huán)升起過(guò)程中,底座對(duì)水平面壓力為多大?
(2)要想讓底座對(duì)地面沒(méi)有壓力,則環(huán)飛起時(shí)的初速度至少是多大?

分析 ①小環(huán)在下落過(guò)程中,受到重力和向上的滑動(dòng)摩擦力,底座受到重力、小環(huán)向下的摩擦力和地面的支持力,由平衡條件求地面對(duì)底座的支持力,即可由牛頓第三定律求得底座對(duì)地面的壓力.
②先根據(jù)牛頓第二定律求解加速度,再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解速度.

解答 解:①對(duì)環(huán)進(jìn)行受力分析,環(huán)受重力及桿給環(huán)向下的摩擦力,上升階段加速度大小為a1.由牛頓第二定律,得:
mg+Ff=ma1
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:V20=2a1L
解得:a1=16.0m/s2
Ff=0.3N
對(duì)底座進(jìn)行受力分析,由平衡條件得:Mg=FN+Ff
解得:FN=0.2×10-0.3=1.7N
又由牛頓第三定律知,底座對(duì)水平面壓力為1.7N;
②剛好無(wú)壓力則Ff=2N,此時(shí)加速度為:
a′=mg+Ffm=0.05×10+20.05=50m/s2
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:V′2=2a′L
得:V′=2×50×0.5=52m/s
答:①在環(huán)飛起過(guò)程中,底座對(duì)水平面的壓力為1.7N;
②飛起時(shí)的初速度至少是52m/s.

點(diǎn)評(píng) 本題中底座與小環(huán)的加速度不同,采用隔離法研究,抓住加速度是關(guān)鍵,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合進(jìn)行研究.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

18.以下說(shuō)法正確的是( �。�
A.速度變化越大,加速度一定越大B.加速度為零,速度也一定為零
C.加速度減小,速度也一定為零D.速度變化越快,加速度一定越大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

19.關(guān)于兩個(gè)大小一定的合力,以下說(shuō)法正確的是( �。�
A.兩個(gè)力的合力總大于原來(lái)的任何一個(gè)力
B.兩個(gè)力的合力至少比原來(lái)的一個(gè)力大
C.0°~180°之間的合力的大小隨兩個(gè)力之間的夾角增大而減小
D.合力的大小介于二力之和與二力之差的絕對(duì)值之間

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

16.京廣高鐵于2012年12月26日全線開(kāi)通運(yùn)營(yíng).京廣高速鐵路客運(yùn)專線(簡(jiǎn)稱京廣高鐵)是以客運(yùn)為主的快速鐵路.它北起首都北京,南到廣州,全程2298公里,設(shè)計(jì)速度大于300km/h.現(xiàn)在運(yùn)行速度降低為250-300km/h.假設(shè)某次列車在離車站8.0km處的速度為288km/h,此時(shí)向車站發(fā)出無(wú)線電信號(hào),同時(shí)立即開(kāi)始制動(dòng)剎車,使列車勻減速到站并剛好停止.若車站接收到列車發(fā)出的信號(hào)后,立即利用廣播通知站臺(tái)上的全體旅客需要50s的時(shí)間.則:
(1)該列車剎車時(shí)的加速度為多大?方向如何?
(2)全體旅客從聽(tīng)到廣播通知,到列車進(jìn)站停下,還有多長(zhǎng)的登車準(zhǔn)備時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

3.運(yùn)動(dòng)員起跳摸高訓(xùn)練時(shí),先屈膝下蹲,然后由靜止向上跳起.如果運(yùn)動(dòng)員靜止到離開(kāi)地所用時(shí)間為△t,離地時(shí)速度為v,運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為m,重力加速度為g,則在△t時(shí)間內(nèi)( �。�
A.地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小我mv
B.地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員的沖量大小為mv+mg△t
C.地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功為0
D.地面對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功大小為12mv2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

7.如圖所示,一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的絕緣細(xì)線,上端固定,下端系一質(zhì)量為m的帶電小球,將它置于電場(chǎng)強(qiáng)度為E、方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,當(dāng)小球平衡時(shí),懸線與豎直方向的夾角α=45°.忽略空氣阻力.
(1)若將小球向右拉至懸線呈水平位置,然后無(wú)初速度釋放,求小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí),細(xì)線對(duì)小球拉力.
(2)若將小球向左拉至懸線呈水平位置,然后由靜止釋放小球,則小球回到最初的平衡位置的速度是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

14.一個(gè)靜止在水平地面上的物體,質(zhì)量是10kg,物體與地面的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4,在60N的水平拉力作用下沿水平地面向右運(yùn)動(dòng).(g=10m/s2
(1)物體的受力情況如何?(畫出受力分析圖)
(2)物體所受的合力是多少?
(3)求出物體運(yùn)動(dòng)的加速度?
(4)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式,求物體在4s末的速度和4s內(nèi)的位移.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

11.如圖所示是電場(chǎng)中某區(qū)域的電場(chǎng)線分布圖,P點(diǎn)是電場(chǎng)中的一點(diǎn),則( �。�
A.P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向上
B.P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下
C.正電荷在P點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向向上
D.負(fù)電荷在P點(diǎn)所受的電場(chǎng)力的方向向下

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

12.如圖所示,在xOy平面的第三象限內(nèi),在平行于x軸的虛線與x軸之間有平行于x軸、方向沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為E,虛線交y軸于C點(diǎn),其他部分有垂直于坐標(biāo)平面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=mEqL,虛線上坐標(biāo)為(-2L,-L)處有一粒子源,可以沿y軸正方向發(fā)射不同速率的同種粒子,粒子的電荷量為q(q>0),質(zhì)量為m,不計(jì)粒子的重力.
(1)若粒子源發(fā)出的所有粒子均能從OC間射出電場(chǎng),求粒子的速度范圍;
(2)求在第(1)問(wèn)中,所有粒子進(jìn)入磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)后,再通過(guò)y軸的區(qū)域的長(zhǎng)度;
(3)若某個(gè)粒子的速度較大,該粒子從(-1.5L,O)點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng),求該粒子從出電場(chǎng)到再次進(jìn)入電場(chǎng)所用的時(shí)間.

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