13．將一光滑輕桿固定在地面上，桿與地面間夾角為θ，一光滑輕環(huán)套在桿上．一個大小和質量都不計的滑輪用輕繩OP懸掛在天花板上，用另一輕繩通過滑輪系在輕環(huán)上，用手拉住輕繩另一端并使OP恰好在豎直方向，如圖所示．現(xiàn)水平向右拉繩，當輕環(huán)重新靜止不動時OP繩與天花板之間的夾角為（　�。�
A．90°B．45°C．θD．45°+$\frac{θ}{2}$

分析 先對Q進行受力分析，得出PQ與豎直方向之間的夾角，然后以滑輪為研究的對象，即可求出OP與豎直方向之間的夾角，再結合幾何關系求出OP與天花板之間的夾角．．

解答 解：對輕環(huán)Q進行受力分析如圖1，則只有繩子的拉力垂直于桿的方向時，繩子的拉力沿桿的方向沒有分力；由幾何關系可知，繩子與豎直方向之間的夾角是θ；

對滑輪進行受力分析如圖2，由于滑輪的質量不計，則OP對滑輪的拉力與兩個繩子上拉力的和大小相等方向相反，所以OP的方向一定在兩根繩子之間的夾角的平分線上，由幾何關系得OP與豎直方向之間的夾角：$β=\frac{90°+θ}{2}-θ=45°-\frac{1}{2}θ$
則OP與天花板之間的夾角為：90°-β=$45°+\frac{1}{2}θ$
故選：D

點評 該題考查共點力的平衡與矢量的合成，解答的關鍵是只有繩子的拉力垂直于桿的方向時，即繩子的拉力沿桿的方向沒有分力時，光滑輕環(huán)才能靜止．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

3．在研究某些物理問題時，有很多物理量難以直接測量，我們可以根據(jù)物理量之間的定量關系和各種效應，把不容易測量的物理量轉化成易于測量的物理量．
（1）在利用如圖1所示的裝置探究影響電荷間相互作用力的因素時，我們可以通過絕緣細線與豎直方向的夾角來判斷電荷之間相互作用力的大�。绻鸄、B兩個帶電體在同一水平面內，B的質量為m，細線與豎直方向夾角為θ，求A、B之間相互作用力的大�。�
（2）金屬導體板垂直置于勻強磁場中，當電流通過導體板時，外部磁場的洛倫茲力使運動的電子聚集在導體板的一側，在導體板的另一側會出現(xiàn)多余的正電荷，從而形成電場，該電場對運動的電子有靜電力的作用，當靜電力與洛倫茲力達到平衡時，在導體板這兩個表面之間就會形成穩(wěn)定的電勢差，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應．利用霍爾效應可以測量磁場的磁感應強度．
如圖2所示，若磁場方向與金屬導體板的前后表面垂直，通過如圖所示的電流I，可測得導體板上、下表面之間的電勢差為U，且下表面電勢高．已知導體板的長、寬、高分別為a、b、c，電子的電荷量為e，導體中單位體積內的自由電子數(shù)為n．求：
a、導體中電子定向運動的平均速率v；
b、磁感應強度B的大小和方向．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

4．光滑絕緣水平桌面上一矩形線圈abcd，其ab邊在進入一個有明顯邊界的勻強磁場前做勻速運動，如圖所示．當線圈全部進入磁場區(qū)域時（磁場寬度大于線圈bc邊長），其動能恰好等于ab邊進入磁場前時的一半，則該線圈（　�。�
A．cd邊剛好能到達磁場的右邊界
B．cd邊不能到達磁場的右邊界
C．cd邊穿過磁場后，仍能繼續(xù)運動
D．線框在磁場中運動的情況是先勻減速運動，后勻速運動，再勻減速運動

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

1．如圖所示，NM是水平桌面，PM是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個光電門，中心間的距離為L．質量為M的滑塊A上固定一遮光條，在質量為m的重物B牽引下從木板的頂端由靜止滑下，光電門1、2記錄遮光時間分別為△t1和△t2．遮光條寬度為d．
（1）若用此裝置驗證牛頓第二定律，且認為滑塊A受到外力的合力等于B重物的重力，除平衡摩擦力外，還必須滿足M＞＞m；在實驗中，考慮到遮光條寬度遠小于L，測得的加速度為$\frac{oh8dy0g^{2}}{2L}$（$\frac{1}{{（{△t}_{2}）}^{2}}$-$\frac{1}{{（{△t}_{1}）}^{2}}$）．
（2）如果已經(jīng)平衡了摩擦力，不能（選填“能”或“不能”）用此裝置驗證A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒，理由是摩擦力做功，沒有滿足只有重力做功，故機械能不守恒．

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

8．一列簡諧橫波沿x軸傳播，某時刻它的波形如圖甲所示．經(jīng)過時間0.2s，這列波的波形如圖乙所示，則這列波的波速可能是（　�。�
A．0.9m/sB．1.8m/sC．2.7m/sD．3.6m/s

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

18．某同學準備通過實驗描繪額定電壓3.0V、額定功率約0.9W的小燈泡的I-U特性曲線．實驗室可供選用的器材如下：
A．電源E1（電動勢3V，內阻很小，允許輸出的最大電流200mA）
B．電源E2（電動勢4.5V，內阻很小，允許輸出的最大電流600mA）
C．電壓表V（15V，內阻約5kΩ）
D．電流表A1（0.6A，內阻約6Ω）
E．電流表A2（0.2A，內阻為20Ω）
F．滑動變阻器R1（最大阻值20Ω，額定電流2A）
G．滑動變阻器R2（最大阻值5kΩ，額定電流1A）
H．電鍵S
I．導線若干

（1）請你在圖丙虛線框內畫出實驗電路圖，并在電路圖上標出所用元件對應的符號（如“V”、“A1”、“A2”、“R1”、“R2”、“E1”、“E2”等）．要求：測量結果盡可能準確且操作方便．
（2）實驗小組的同學依據(jù)上述實驗，繪制出了小燈泡的I-U特性曲線，如圖甲所示．現(xiàn)將三個這樣規(guī)格的小燈泡接在電動勢為3.0V、內阻不計的電源上，連接方式如圖乙所示．當開關閉合后，下列哪些判斷不正確BD．
A．圖乙所示的電路中燈泡L1的電阻為10Ω
B．通過燈泡L1的電流為通過燈泡L2電流的2倍
C．燈泡L1消耗的電功率為0.90W
D．燈泡L2消耗的電功率為0.45W．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

5．在“用圓錐擺驗證向心力表達式”的實驗中，如圖甲所示，懸點剛好與一個豎直的刻度尺零刻度線對齊，將畫著幾個同心圓的白紙置于水平桌面上，使鋼球靜止時剛好位于圓心．用手帶動鋼球，使鋼球在水平面上做圓周運動，同時從懸點上方豎直向下觀察鋼球的運動軌跡與紙面上某個同心圓重合，并記下該同心圓的半徑r，鋼球的質量為m，當?shù)刂亓铀俣葹間
（1）用秒表記錄運動n圈的總時間為t，那么小球做圓周運動中需要的向心力表達式為F=$m\frac{{4{π^2}{n^2}}}{t^2}r$；
（2）通過刻度尺測得小球軌道平面距懸點的高度為h，那么小球做圓周運動過程中外力提供的向心力表達式為F′=$mg\frac{r}{h}$；
（3）改變小球做圓周運動的半徑，多次實驗，得到如圖乙所示的$\frac{{t}^{2}}{{n}^{2}}$-h關系圖象，可以達到粗略驗證向心力表達式的目的，則該圖線的斜率表達式為$\frac{{4{π^2}}}{g}$（用題中所給物理量的字母表示上面各問的結果）

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

2．在2014年底，我國不少省市ETC聯(lián)網(wǎng)正式啟動運行，ETC是電子不停車收費系統(tǒng)的簡稱．汽車分別通過ETC通道和人工收費通道的流程如圖所示．假設汽車以正常行駛速度v1=16m/s朝收費站沿直線行駛，如果過ETC通道，需要在距收費站中心線前d=8m處正好勻減速至v2=4m/s，勻速通過中心線后，再勻加速至v1正常行駛；如果過人工收費通道，需要恰好在中心線處勻減速至零，經(jīng)過t0=25s繳費成功后，再啟動汽車勻加速至v1正常行駛．設汽車在減速和加速過程中的加速度大小分別為a1=2m/s2，和a2=1m/s2．求：

（1）汽車過ETC通道時，從開始減速到恢復正常行駛過程中的位移大�。� 
（2）汽車通過ETC通道比通過人工收費通道速度再達到v1時節(jié)約的時間△t是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

3．如圖所示，質量為m的小球（可視為質點）用長為L的細線懸掛于O點，自由靜止在A位置．現(xiàn)用水平力F緩慢地將小球從A拉到B位置而靜止，細線與豎直方向夾角為θ=60°，此時細線的拉力為T1，然后撤去水平力F，小球從B返回到A點時細線的拉力為T2，則（　�。�
A．T1=T2=2mg
B．從A到B，拉力F做功為$\frac{1}{2}$mgL
C．從B到A的過程中，小球受到的合外力大小不變
D．從B到A的過程中，小球重力的瞬時功率一直增大

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