【题目】如图所示,长为L的绳子下端连着质量为m的小球,上端悬于天花板上,当把绳子拉直时,绳子与竖直线的夹角,此时小球静止于光滑的水平桌面上。
(1)角速度多大时小球将离开水平桌面?
(2)当球以ω= 做圆锥摆运动时,绳子张力T1为多大?桌面受到压力N1为多大?
(3)当球以角速度ω=做圆锥摆运动时,绳子的张力T2及桌面受到的压力N2分别为多少?
【答案】(1);(2)
,
;(3)N2=0,T2=4mg
【解析】试题分析:当球做圆锥摆运动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,由重力、水平面的支持力和绳子拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,采用正交分解法列方程求解绳子的张力和支持力,再由牛顿第三定律求出桌面受到的压力。
(1)(2) 对小球受力分析,作出力图如图
根据牛顿第二定律,得
Tsin60°=mω2Lsin60°
mg=N+Tcos60°
又
解得:T=mg,;
设小球对桌面恰好无压力时角速度为ω0,即N=0
代入上式得
(3) 由于,故小球离开桌面做匀速圆周运动,则N=0此时小球的受力如图
设绳子与竖直方向的夹角为θ,则有
mg=Tcosθ
联立解得 T=4mg。
点晴:本题是圆锥摆问题,分析受力,确定向心力来源是关键,实质是牛顿第二定律的特殊应用。
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【题目】一物体从A点由静止开始作加速度大小为a1的匀加速直线运动,经过时间t后,到达B点,此时物体的加速度大小变为a2,方向与a1的方向相反,经过时间t后,物体又回到A点,求:
(1)a1和a2的比值;(2)物体在B点时速率和再回到A点时的速率之比.
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【题目】有一个小灯泡上标有“4V2W”的字样,现在要用伏安法描绘这个灯泡的U-I图线,有下列器材供选用:
A.电压表(0-5V)内阻(10K) B.电压表(0-10V)内阻(20K)
C.电流表(0-0.3A)内阻(1)D.电流表(0-0.6A)内阻(0.4)
E.滑动变阻器(5,10A) F.滑动变阻器(500,0.2A)
(1)实验中电压表应选用________,电流表应选用________.为使实验误差尽量减小,要求电压表从零开始变化且多取几组数据,滑动变阻器应选用_____________(用序号字母表示).
(2)请在方框内画出满足实验要求的电路图______________ ,并把图中所示的实验器材用实线连接成相应的实物电路图_______________________ .
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【题目】从坐标原点O产生的简谐横波分别沿x轴正方向和负方向传播,t=0时刻波的图像如图所示,此时波刚好传播到M点,x=1m的质点P的位移为10cm,再经,质点P第一次回到平衡位置,质点N坐标x=-81m(图中未画出),则__________________。
A.波源的振动周期为1.2s
B.波源的起振方向向下
C.波速为8m/s
D.若观察者从M点以2m/s的速度沿x轴正方向移动,则观察者接受到波的频率变大
E.从t=0时刻起,当质点N第一次到达波峰位置时,质点P通过的路程为5.2m
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【题目】氢原子能级如图所示,则要使一个处于基态的氢原子释放出一个电子而变成为氢离子
A. 该氢离子需要吸收的能量至少是13.6eV
B. 该氢离子需要吸收的能量至少是-13.6eV
C. 一群处于n=4能级的氢原子跃迁到n=2的状态过程中,可能辐射3种不同频率的光子
D. —群处于n=4能级的氢取子跃迁到n=2的状态过程中,可能辐射2种不同频率的光子
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【题目】质量为m的汽车在平直路面上启动,启动过程的速度图象如图所示,其中OA为过原点的一条直线。从t1时刻起汽车的功率保持不变,整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff,则( )
A. 0~t1时间内,汽车的牵引力等于
B. 汽车在t1~t2时间内的功率等于t2以后的功率
C. t1~t2时间内,汽车的功率等于
D. t1~t2时间内,汽车的平均速度等于
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【题目】如图所示,在电阻不计的边长为L的正方形金属框abcd的cd边上接 两个相同的电阻,平行金属板e和f通过导线与金属框相连,金属框内两虚线之间有垂直于纸面向里的磁场,同一时刻各点的磁感应强度B大小相等,B随时间t均匀增加,已知 ,磁场区域面积是金属框面积的二分之一,金属板长为L,板间距离为L。质量为m,电荷量为q的粒子从两板中间沿中线方向以某一初速度射入,刚好从f 板右边缘射出。不计粒子重力,忽略边缘效应。则
A. 金属框中感应电流方向为abcda
B. 粒子带正电
C. 粒子初速度为
D. 粒子在e、f间运动增加的动能为
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【题目】如图所示,两块较大的金属板A、B平行放置并与一电源相连,S闭合后,两板间有一质量为m、带电量为q的油滴恰好在P点处于静止状态。则下列说法正确的是( )
A. 若将A板向上平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G中有的电流,P点电势升高
B. 若将A板向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G中有的电流,P点电势不变
C. 若将S断开,且将A板向左平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G中无电流,P点电势不变
D. 若将S断开,再将A板向下平移一小段位移,则油滴向上加速运动,G中无电流,P点电势降低
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【题目】两块相互靠近的平行金属板组成的平行板电容器,极板A与静电计相连,极板B与静电计的外壳均接地。在两板相距一定距离时,给电容器充电,静电计指针张开一定角度。在整个实验过程中,保持极板带电量不变,下列说法中正确的是________
A. 将A极板向右移动少许,静电计指针的偏转角将减小
B. 将B极板向上移动少许,静电计指针的偏转角将减小
C. 将玻璃板插入A、B极板之间,静电计指针的偏转角将减小
D. 用手触摸一下B极板,静电计指针的偏转角将减小到零
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