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【题目】有一光滑水平板,板的中央有一小孔,孔内穿入一根光滑轻线,轻线的上端系一质量为的小球,轻线的下端系着质量分别为的两个物体.当小球在光滑水平板上沿半径为的轨道做匀速圆周运动时,轻线下端的两个物体都处于静止状态,如图所示.若将两物体之间的轻线剪断,则小球的线速度为多大时才能再次在水平板上做匀速圆周运动?

【答案】

【解析】

选小球为研究对象.设小球沿半径为的轨道做匀速圆周运动时的线速度为,由牛顿第二定律得

当剪断两物体之间的轻线后,轻线对小球的拉力减小,不足以维持小球在半径为的轨道上继续做匀速圆周运动,于是小球逐渐偏离原来的轨道,同时轻线下端的物体逐渐上升,且小球的线速度逐渐减小.假设物体上升的高度为,小球的线速度减为时,小球在半径为的轨道上再次做匀速圆周运动,由牛顿第二定律得

再选小球和物体组成的系统为研究对象.两物体间的轻线被剪断后物体上升的过程,由于只有重力做功,所以系统的机械能守恒.选小球做匀速圆周运动的水平面为零势能面,设小球沿半径为的轨道做匀速圆周运动时到水平板的距离为,由机械能守恒定律得

由①②③得.

练习册系列答案
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【题目】一物体在水平拉力F作用下在水平面做直线运动,作用2秒后撒去拉力F,其v﹣t图象如图所示,已知物体质量m=1kg,则下列说法正确的是(  )

A. 从开始到第2s末,合外力做功为100J

B. 从第2s末到第6s末,合外力做功为﹣100J

C. 全过程合外力做功为50J

D. 全过程拉力做功为75J

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【题目】如图所示,甲、乙两个小球从同一固定斜面的顶端O点水平抛出,分别落到斜面上的A、B两点,A点为OB的中点,不计空气阻力.以下说法正确的是

A. 甲、乙两球做平抛运动的初速度大小之比为1:2

B. 甲、乙两球接触斜面的瞬间,速度的方向相同

C. 甲、乙两球做平抛运动的时间之比为1:3

D. 甲、乙两球运动过程中速度变化量的方向不相同

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A. vA>vB B. ωA>ωB C. aA>aB D. FNA>FNB

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【题目】据国家航天局计划,2006年已启动的"嫦娥奔月"工程,发射了一艘绕月球飞行的飞船.设另有一艘绕地球飞行的飞船,它们都沿圆形轨道运行并且质量相等,绕月球飞行的飞船的轨道半径是绕地球飞行的飞船轨道半径的,已知地球质量是月球质量的,则绕地球飞行的飞船与绕月球飞行的飞船相比较( )

A. 向心加速度之比为6:1

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D. 动能之比为

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【题目】如图所示,在光滑绝缘水平面上,有一矩形线圈以一定的初速度进入匀强磁场区域,线圈全部进入匀强磁场区域时,其动能恰好等于它在磁场外面时的一半,设磁场区域宽度大于线圈宽度,则( )

A. 线圈恰好在完全离开磁场时停下

B. 线圈在未完全离开磁场时即已停下

C. 线圈能通过场区不会停下

D. 线圈在磁场中某个位置停下

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【题目】如图所示,先后以速度v1v2匀速把一矩形线圈拉出有界的匀强磁场区域,v2=2v1,在先后两种情况下( )

A. 线圈中的感应电流之比I1:I2=2:1

B. 作用在线圈上的外力大小之比F1:F2=1:2

C. 线圈中产生的焦耳热之比Q1:Q2=2:1

D. 通过线圈某一截面的电荷量之比q1:q2=1:2

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【题目】一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示.下面说法中正确的是( )

A. t1时刻通过线圈的磁通量为零

B. t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

C. t3时刻通过线圈的磁通量变化率的为零

D. 每当e转换方向时,通过线圈的磁通量的绝对值都为零

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【题目】所示,一轻弹簧的两端与质量分别为的两物块AB相连接,并静止在光滑的水平面上.现使B瞬时获得水平向右的速度3m/s,以此刻为计时起点,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图像信息可得( )

A. 时刻两物块达到共同速度1m/s,且弹簧都处于伸长状态

B. 时刻弹簧由压缩状态恢复到原长

C. 两物体的质量之比为

D. 时刻的动能之比为:1

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