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如图所示,装置BO′O可绕竖直轴O′O转动,可视为质点的小球A与两细线连接后分别系于BC两点,装置静时细线AB水平,细线AC与竖直方向的夹角θ=37º.已知小球的质量m=1kg,细线ACL=1m,B点距转轴的水平和距C点竖直距离相等.(重力加速度g取10m/s2,sin37º=0.6,cos37º=0.8)

(1)若装置匀速转动的角速度为时,细线AB上的张力为0而细线AC与竖直方向的夹角仍为37°,求角速度的大小;

(2)若装置匀速转动的角速度为时,细线AB刚好竖直,且张力为0,求此时角速度的大小;

(3)装置可以以不同的角速度匀速转动,试通过计算在坐标图中画出细线AC上张力T随角速度的平方变化的关系图像.


 解(1)细线AB上张力恰为零时有  (2分)

解得                    (1分)

(2)细线AB恰好竖直,但张力为零时,由几何关系得 :

                 (1分)

   此时    (2分)

(3)时,细线AB水平,细线AC上张力的竖直分量等于小球的重力

          (1分)

时细线AB松弛

细线AC上张力的水平分量等于小球做圆周运动需要的向心力

           (1分) 

时,细线AB在竖直方向绷直,仍然由细线AC上张力的水平分量提供小球做圆周运动需要的向心力            (1分)

综上所述 时,不变

时,        (1分)

关系图象如图所示             (2分)


练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,小球A质量为m,固定在轻细直杆L的一端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动.如果小球经过最高位置时,杆对球的作用力为拉力,拉力大小等于球的重力.求:

(1)球的速度大小.

(2)当小球经过最低点时速度为,杆对球的作用力大小和球的向心加速度大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,从点由静止释放一弹性小球,一段时间后与固定斜面上点发

生碰撞,碰后小球速度大小不变,方向变为水平方向,又经过相同的时间落于地

面上点,已知地面上点位于点正下方,间距离为,则(    )

A.两点间距离为

B.两点间距离为

C.两点间距离为

D.两点间距离为

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用两根绳子吊起—重物,使重物保持静止,若逐渐增大两绳之间的夹角,则两绳对重物的拉力的合力变化情况是(    )

A.不变         B.减小          C.增大           D.无法确定

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如图所示,一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点),飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点。O为半圆轨道圆心,半圆轨道半径为ROB与水平方向夹角为60°,重力加速度为g,则小球抛出时的初速度为(    )

               

A.       B.      C.          D.

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如图2所示,清洗楼房玻璃的工人常用一根绳索将自己悬在空中,工人及其装备的总重量为G,悬绳与竖直墙壁的夹角为α,悬绳对工人的拉力大小为F1 ,墙壁对工人的弹力大小为F2 , 则(     )

A.F1

B.F2=Gtanα

C.若缓慢减小悬绳的长度,F1与F2的合力变大

D.若缓慢减小悬绳的长度,F1减小,F2增大

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科目:高中物理 来源: 题型:


 在“探究弹力和弹簧伸长的关系”时,某同学把两根弹簧如图8-1连接起来进行探究.

钩码数

1

2

3

4

LA/cm

15.71

19.71

23.66

27.76

LB/cm

29.96

35.76

41.51

47.36

              

 (1)某次测量如图8-2所示,指针示数为________ cm.

(2)在弹性限度内,将50 g的钩码逐个挂在弹簧下端,得到指针AB的示数LALB如表1.用表1数据计算弹簧Ⅰ的劲度系数为____ N/m(重力加速度g取10 m/s2).由表Ⅰ数据________(选填“能”或“不能”)计算出弹簧Ⅱ的劲度系数.

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,AB为套在一固定的水平杆上的两个力的传感器装置。它们能测量下面两轻绳受的拉力,绳OAOB的长度相等且不变,沿着杆移动AB可使重物m缓慢升降。整个装置放在竖直面内,并在后面靠一个带有白纸平板。某同学用此装置验证平行四边行定则。

(1)某次实验时,他将AB两个力的传感器放在适当位置后,还进行了如下操作,其中正确的是(        )

    A.测量出绳OAOB的长度

B.记录下AB绳的结点在细杆上的位置

C.记录下结点O的位置

D.测量出重物m的重力

E.作出过O点的竖直线

(2)如果实验时发现OAOB的长度不相等,某同学仍用上面的正确实验步骤测量,问:他能否验证平行四边行定则?答:       (添“能”或“否”)。

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示为一圆拱桥,最高点的半径为40m。一辆质量为1.2×103kg的小车,以10m/s的速度经过拱桥的最高点。此时车对桥顶部的压力大小为_________N;当过最高点的车速等于_________m/s时,车对桥面的压力恰好为零。(取g=10m/s2)  

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