【题目】如图所示,质量为0.5 kg的小杯里盛有1 kg的水,用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演,转动半径为1 m,小杯通过最高点的速度为4 m/s,g取10 m/s2,求:
(1)在最高点时,绳的拉力?
(2)在最高点时水对小杯底的压力?
(3)为使小杯经过最高点时水不流出, 在最高点时最小速率是多少?
【答案】(1)9N,方向竖直向下;(2)6N,方向竖直向上;(3)3.16 m/s
【解析】试题分析:(1)小杯质量m=0.5kg,水的质量M=1kg,在最高点时,杯和水的受重力和拉力作用,如图所示,
合力F合=(M+m)g+T ①
圆周半径为R,则F向=(M+m)②
F合提供向心力,有 (M+m)g+T=(M+m)
所以细绳拉力为:T=(M+m)(g)=(1+0.5)(
10)=12N;
(2)在最高点时,水受重力Mg和杯的压力F作用,则合力为:F合=Mg+F,
圆周半径为R,则有:F向=M,
F合提供向心力,有:Mg+F=M,
所以杯对水的压力为:F=M(g)=1×(
10)=8N;
根据牛顿第三定律,水对小杯底的压力为8N,方向竖直向上.
(3)小杯经过最高点时水恰好不流出时,此时杯对水的压力为零,只有水的重力作为向心力,由(2)得:
Mg=M,
解得:.
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【题目】某同学利用如图所示的装置探究小车的加速度和合外力的关系,具体实验步骤如下:
①按照图甲所示安装好实验装置,并测出两光电门之间的距离L
②平衡摩擦力即调节长木板的倾角,轻推小车后,使小车沿长木板向下运动,且通过两个光电门的时间相等
③取下细绳和沙桶,测量沙子和沙桶的总质量m,并记录
④把小车置于靠近滑轮的位置,由静止释放小车,并记录小车先后通过光电门甲和乙时显示的时间,并计算出小车到达两个光电门时的速度和运动的加速度
⑤重新挂上细绳和沙桶,改变沙桶中沙子的质量,重复②~④的步骤
(1)用游标卡尺测得遮光片的宽度为d,某次实验时通过光电门甲和乙的时间分别为 和
,则小车加速度的表达式为a=_________________
(2)关于本实验的说法,正确的是(_____)
A. 平衡摩擦力时需要取下细绳和沙桶
B. 平衡摩擦力时不需要取下细绳和沙桶
C. 沙桶和沙子的总质量必须远远小于小车的质量
D. 小车的质量必须远远小于沙桶和沙子的总质量
(3)若想利用该装置测小车与木板之间的动摩擦因数 ,某次实验时,该同学测得平衡摩擦力后斜面的倾角
以及小车的总质量
,则可推算出
= ____________(表达式中含有m、M、
)
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【题目】如图所示,R0为热敏电阻(温度降低电阻增大),D为理想二极管(正向电阻为零,反向电阻无穷大),C为平行板电容器,C中央有一带电液滴刚好静止,M点接地,单独进行下列操作可使带电液滴保持静止的是( )
A.将热敏电阻R0加热
B.变阻器R的滑动头P向下移动
C.开关K断开
D.电容器C的上极板向上移动
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【题目】在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:
A.让小球多次从______位置自由滚下,在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置,如右图中a、b、c、d所示.
B.按图安装好器材,注意调节斜槽末端切线水平,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线.
C.取下白纸以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹.
(1)完成上述步骤,将正确的答案填在横线上.
(2)上述实验步骤的合理顺序是______.
(3)已知图中小方格的边长L=2.5cm,则小球平抛的初速度为v0=______(用L、g表示),其值是______m/s;小球在b点的速率______m/s.(取g=10m/s2)
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【题目】如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行,一质量m=1kg,初速度大小为v2的煤块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带.若以地面为参考系,从煤块滑上传送带开始计时,煤块在传送带上运动的速度﹣时间图象如图乙所示,取g=10m/s2 , 求:
(1)煤块与传送带间的动摩擦因数;
(2)煤块在传送带上运动的时间;
(3)整个过程中由于摩擦产生的热量.
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【题目】如图所示,质量M=2 kg的物体置于可绕竖直轴匀速转动的平台上,M用细绳通过光滑的定滑轮与质量为m=0.4 kg的物体相连,m悬于空中,与M都处于静止状态.假定M与轴O的距离r=0.5 m,与平台的最大静摩擦力为M重力的0.3倍,试问:
(1)平台转速由零增大时,M受到的摩擦力如何变化?
(2)M受到的摩擦力最小时,平台的转速ω等于多少?
(3)保持M与平台相对静止,平台的最大角速度ωm等于多少?
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【题目】如图所示,一簇电场线关于y轴对称分布,O是坐标原点,M、N、P、Q是以O为圆心的一个圆周上的四个点,其中M、N在y轴上,Q点在x轴上,则( )
A.将一负电荷从M点移到P点,电场力做正功
B.M点的电势比P点的电势高
C.一正电荷在O点时的电势能小于在Q点时的电势能
D.OM间的电势差等于NO间的电势差
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【题目】如图所示,某种自动洗衣机进水时,洗衣机缸内水位升高,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气,通过压力传感器感知管中的空气压力,从而控制进水量.当洗衣缸内水位缓慢升高时,设细管内空气温度不变,对于被封闭的空气,下列说法正确的是( )
A.分子间的引力和斥力都增大
B.分子的热运动加剧
C.分子的平均动能增大
D.体积变小,压强变大
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【题目】核电站的主要原料是铀,铀核裂变的产物可能有多种情况,其中一种核反应方程为 U+
n→
Ba+
Kr+Y
n+△E,△E表示核反应释放的能量,并且△E=201MeV,则核反应方程中X、Y的值分别为、 , 核反应发生的质量亏损△m为 .
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