练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    5．如图甲所示，长为L的轻杆一端连接小球，另一端套在光滑固定转轴O上．小球在最低点获得某一水平初速度，绕轴O在竖直平面内做圆周运动．
    （1）利用传感器采集到杆中弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，图中Fm、t0均已知，重力加速度为g，不计空气阻力，求：
    ①小球在最高点的速度大小v；
    ②小球的质量m．
    （2）在确保图甲装置中小球在竖直平面内做圆周运动的前提下，改变小球通过最高点的速度大小，小球在最高点受到轻杆弹力的方向有几种可能情况？并分别说明其发生条件．

    分析 （1）①根据图象能直接读出小球运动的周期T；由图知小球在最高点时所受的杆的作用力为0，根据牛顿第二定律求解速度v．
    ②根据机械能守恒求出最低点的速度，读出小球经过最低点时杆的作用力大小，由牛顿第二定律求解小球的质量．
    （2）当v2＜gL时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞gL时，杆对小球弹力方向向下；

    解答 解：（1）①由乙图可知，小球运动的周期为：T=2t0．
    由乙图可知，小球在最高点时所受的杆的作用力为0，根据牛顿第二定律得：
    mg=m$\frac{{v}_{\;}^{2}}{L}$
    可得：v=$\sqrt{gL}$
    ②设小球在最低点的速度为vm，根据机械能守恒得：
    2mgL=$\frac{1}{2}m{v}_{m}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{\;}^{2}$
    在最低点，由牛顿第二定律得：
    Fm-mg=m$\frac{{v}_{m}^{2}}{L}$
    联立解得：m=$\frac{{F}_{m}^{\;}}{6g}$
    （2）当v2＜gL时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞gL时，杆对小球弹力方向向下；
    答：（1）①小球在最高点的速度大小v为$\sqrt{gL}$；
    ②小球的质量m为$\frac{{F}_{m}^{\;}}{6g}$．
    （2）在确保图甲装置中小球在竖直平面内做圆周运动的前提下，改变小球通过最高点的速度大小，小球在最高点受到轻杆弹力的方向有2种可能情况：当v2＜gL时，杆对小球弹力方向向上，当v2＞gL时，杆对小球弹力方向向下；

    点评 解决本题的关键是准确把握图象的信息，知道“杆模型”与“绳模型”的区别，知道向心力的来源，运用牛顿第二定律进行分析．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．为了公路交通有序、安全，路旁设立了若干不同的交通标志．如图甲是限速标志，表示允许行驶的最大速度是80km/h；图乙是路线指示标志，表示到绵阳还有50km．关于上述两个数据的物理意义的说法，正确的是（　　）
    A．80 km/h是平均速度，50 km是位移B．80 km/h是平均速度，50 km是路程
    C．80 km/h是瞬时速度，50 km是路程D．80 km/h是瞬时速度，50 km是位移

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    16．如图所示是在同一直线上运动的物体甲、乙的位移-时间图象，由图象可知（　　）
    A．甲比乙先出发B．甲和乙从同一位置出发
    C．甲的运动速率大于乙的运动速率D．甲的出发点在乙前面x0处

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    13．某同学在“测匀变速直线运动的加速度”的实验中，用打点计时器记录了被小车拖动的纸带的运动情况，在纸带上确定出A、B、C、D、E、F、G共7个计数点，其相邻点间的距离如图5所示，每两个相邻的计数点之间的时间间隔为0.10s．

    （1）打点计时器使用的电压是交流220V或6V．
    （2）打下B点时小车的瞬时速度vB=0.400 m/s．（保留3位小数）
    （3）试根据纸带上各个计数点间的距离，求出小车运动的加速度为0.80 m/s 2．（保留2位有效数字）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．下列表述中符合实际情况的是（　　）
    A．小球从教室二楼窗户外自由下落到地面，时间约为1s
    B．小明将一个鸡蛋举过头顶，克服重力做功约为10J
    C．小华正常步行的速度约为10m/s
    D．小强正常上楼时的功率约为10kW

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    10．为了行车方便与安全，高大的桥要造很长的引桥，当汽车以额定功率上坡时，为增大牵引力，司机应使汽车的速度（　　）
    A．减小B．增大
    C．保持不变D．先增大后保持不变

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    17．真空中两点电荷所带电量分别为+2Q和-2q，相距为2r，它们之间的静电力是（　　）
    A．k$\frac{Qq}{{r}^{2}}$B．k$\frac{2Qq}{{r}^{2}}$C．k$\frac{Qq}{r}$D．k$\frac{2Qq}{r}$

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    14．下列说法不正确的是（　　）
    A．做曲线运动的物体的速度方向是物体的运动方向
    B．做曲线运动的物体在某点的速度方向即为该点轨迹的切线方向
    C．做曲线运动的物体速度大小可以不变，但速度方向一定改变
    D．速度大小不变的曲线运动是匀速运动

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    17．如图所示，一光滑宽阔的斜面，倾角为θ，高为h．现有一小球在A处以水平速度v0射出，最后从B处离开斜面，下面说法中正确的是（　　）
    A．小球的运动轨迹为抛物线
    B．小球的加速度为gsinθ
    C．小球到达B点的时的速度为$\sqrt{2gh}$
    D．小球到达B点时小球的水平位移为$\frac{{v}_{0}}{sinθ}$$\sqrt{\frac{2h}{g}}$

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案