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(10分)如图所示,让质量m=5.0kg的摆球由图中所示位置A从静止开始下摆,摆至最低点B点时恰好绳被拉断。已知摆线长L=1.6m,悬点O与地面的距离OC=4.0m。若空气阻力不计,摆线被拉断瞬间小球的机械能无损失。(g取10 m/s2)求:

(1)摆线所能承受的最大拉力T;
(2)摆球落地时的动能。

(1)100N;(2)160J。

解析试题分析:(1)设摆球运动到最低点时的速度为,根据动能定理和牛顿第二定律有
                                       
                                            
联立以上两式,代入数据可解得:
                                         
(2)选择地面为零势地面,由机械能守恒定律得:
                             
代入数据可解得:
                  
考点:牛顿第二定律及机械能守恒定律。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:单选题

如右图所示,在倾角为α=30°的光滑斜面上,有一根长为L=0.8 m的细绳,一端固定在O点,另一端系一质量为m=0.2 kg的小球,沿斜面做圆周运动,若要小球能通过最高点A,则小球在最低点B的最小速度是(  )

A.2 m/s B.m/s
C.m/s D.m/s

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,倾角为θ=45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切,切点为B,整个轨道处在竖直平面内。一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为h=3R的D处无初速下滑进入圆环轨道.接着小滑块从圆环最高点C水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O等高的P点,不计空气阻力.

求:(1)滑块运动到圆环最高点C时的速度的大小;
(2)滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小;
(3)滑块在斜面轨道BD间运动的过程中克服摩擦力做的功。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)光滑水平面上放着质量mA=1kg的物块A与质量mB=2kg的物块B,A与B均可视为质点,A靠在竖直墙壁上,A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),在A、B间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,用手挡住B不动,此时弹簧弹性势能Ep=49J。如图所示,放手后B向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径R=0.5m,B恰能到达最高点C取g=10m/s2,求

(1)B落地点距P点的距离(墙与P点的距离很远)
(2)绳拉断后瞬间B的速度vB的大小
(3) 绳拉断过程绳对A所做的功W.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图甲所示,在水平路段AB上有一质量为2×103 kg的汽车,正以10 m/s的速度向右匀速运动,汽车前方的水平路段BC较粗糙,汽车通过整个ABC路段的v-t图象如图乙所示(在t=15s处水平虚线与曲线相切),运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变,假设汽车在两个路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空气阻力等)各自有恒定的大小.

(1)求汽车在AB路段上运动时所受的阻力Ff1
(2)求汽车刚好到达B点时的加速度a;
(3)求BC路段的长度.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图所示,质量为m=1kg可看作质点的小球以一定初速度沿桌子边缘水平飞出,下落高度h=0.8m后恰好沿A点的切线方向进入竖直放置的半径R=1m的光滑圆轨道ABC,空气阻力不计,取g=10m/s2,sin53°=0.8,求:

(1)小球运动到A点时速度的大小
(2)小球对轨道B点的压力

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,斜面和水平面由一小段光滑圆弧连接,斜面的倾角为37°,一质量为0.5kg的物块从斜面上距斜面底端B点5m处的A点由静止释放.已知物块与水平面和斜面的动摩擦因数均为0.3。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

(1)物块在水平面上滑行的时间为多少?
(2)若物块开始静止在水平面上距B点10m 的C点处,用大小为4.5N的水平恒力向右拉该物块,到B点撤去此力,物块第一次到A点时的速度为多大?
(3)若物块开始静止在水平面上距B点10m 的C点处,用大小为4.5N的水平恒力向右拉该物块,欲使物块能到达A点,水平恒力作用的最短距离为多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(16分)如图所示,水平地面上静止放置一辆小车A,质量,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计。可视为质点的物块B置于A的最右端,B的质量。现对A施加一个水平向右的恒力F=10N,A运动一段时间后,小车左端固定的挡板B发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A、B粘合在一起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6s,二者的速度达到。求

(1)A开始运动时加速度a的大小;
(2)A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小;
(3)A的上表面长度l;

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(18分)如图所示,水平放置的足够长的平行金属导轨MN、PQ的一端接有电阻R0,不计电阻的导体棒ab静置在导轨的左端MP处,并与MN垂直.以导轨PQ的左端为坐标原点O,建立直角坐标系xOy,Ox轴沿PQ方向.每根导轨单位长度的电阻为r.垂直于导轨平面的非匀强磁场磁感应强度在y轴方向不变,在x轴方向上的变化规律为:B=B0+kx,并且x≥0.现在导体棒中点施加一垂直于棒的水平拉力F,使导体棒由静止开始向右做匀加速直线运动,加速度大小为a.设导体棒的质量为m,两导轨间距为L.不计导体棒与导轨间的摩擦,导体棒与导轨接触良好,不计其余部分的电阻.

(1)请通过分析推导出水平拉力F的大小随横坐标x变化的关系式;
(2)如果已知导体棒从x=0运动到x=x0的过程中,力F做的功为W,求此过程回路中产生的焦耳热Q;
(3)若B0=0.1T,k=0.2T/m,R0=0.1Ω,r=0.1Ω/m,L=0.5m,
a=4m/s2,求导体棒从x=0运动到x=1m的过程中,通过电阻R0的电荷量q.

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