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一长=0.80m的轻绳一端固定在点,另一端连接一质量=0.10kg的小球,悬点距离水平地面的高度H = 1.00m。开始时小球处于点,此时轻绳拉直处于水平方向上,如图所示。让小球从静止释放,当小球运动到点时,轻绳碰到悬点正下方一个固定的钉子P时立刻断裂。不计轻绳断裂的能量损失,取重力加速度g=10m/s2。求:

(1)当小球运动到点时的速度大小;

(2)绳断裂后球从点抛出并落在水平地面的C点,求C点与点之间的水平距离;

(3)若OP=0.6m,轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂,求轻绳能承受的最大拉力。


解:(1)设小球运动到点时的速度大小,由机械能守恒定律得

                       ①(2分)

解得小球运动到点时的速度大小

     = 4.0 m/s            ②(2分)

(2)小球从点做平抛运动,由运动学规律得

                      ③(2分)

             ④ (2分)                  

解得C点与点之间的水平距离

      =0.80m      ⑤(2分)

(3)若轻绳碰到钉子时,轻绳拉力恰好达到最大值Fm,由牛顿定律得

                    ⑥(2分)

                           ⑦(2分)

由以上各式解得

N                        (1分)


练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:


如图所示,有两根和水平方向成θ角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感应强度为B。一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下。经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm,不计金属杆的电阻,则

A.如果只增大θvm将变大

B.如果只增大Bvm将变大

C.如果只增大Rvm将变小

D.如果只减小mvm将变大

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科目:高中物理 来源: 题型:


随着环保节能意识的增强,自行车重新成为短途出行的重要交通工具,它不仅能保 护环境,节约能源,而且相比走路感觉更“省力’’。某同学想通过简单的器材,包括“台秤、卷尺和秒表”,验证是否“省力”。他认为是否“省力”需比较同等条件下人所消耗的能量多少。

  (1)步骤一:估测一个人沿直线步行距离s所消耗的能量E1他认为人步行消耗的主要能量用于克服重力做功,运用上述器材,他测量了“人的质量m、腿长L、步幅d”,重力加速度为g,运用上述物理量符号可得E1    (写表达式)。

  (2)(单选题)一个体重为60kg普通高中男生,步行100米,消耗能量约(     )

       A.8J         B.80J       C.800J      D.8000J

  (3)步骤二:估测一个人骑自行车沿直线前进一段距离s所消耗的能量E2他假定人骑自行车前进时阻力不变。人骑自行车从静止开始,先做加速运动、再匀速运动、后停止蹬车自行滑行。测量了“人和车的总质量M,骑车匀速前进距离s.和对应的时间t”,量了停止蹬车后,人和自行车滑行的距离s2运用上述物理量符号可得E2   (写表达式)。最后比较E1和2,即可验证是否“省力”。

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科目:高中物理 来源: 题型:


某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合外力F关系的实验,如图所示为实验装置图。为了实验操作方便他用一些回形针来替代细砂。他的主要实验步骤如下:

       a.按图把实验器材安装好,不挂砂桶,反复移动木板下的垫木直到小车做匀速

       b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂砂桶,并在砂桶中放入10枚回形针(经测量每枚回形针的质量为m0=0.5g),接通电源,放在小车,打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点,取下纸带,并在纸带上写上编号;

       c.保持小车的质量M不变,多次改变砂桶中钓的回形针的数量n,再重复步骤b;

       d.算出每条纸带对应的加速度的值;并记入下表中

       e.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示回形针的枚数n,根据表中数据作出a-n图线。

                                       

       (1)如图所示为n=30时实验得到的纸带,这位同学已算出打点计时器打下计数点“l”  时纸带的速度为vl=0.54 m/s,请你继续算出打点计时器打下计数点“3”时纸带的速度v3=       m/s,表中第3次实验时小车运动的加速度大小为        m/s2。(均保留2位有效数字)。

       (2)根据上表已描出部分数据点,请描出第3组数据并作出a随n变化的图线。        

       (3)若作出的a-n图线的斜率为k,纵坐标轴上的截距为b,则可求得小车的质量为         ;砂桶的质量为           (结果用k、b及m0等字母表示)。

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科目:高中物理 来源: 题型:


位于原点的波源在t=0开始沿y轴做简谐运动,它激起横波沿x轴传播,当t=0.15s时,波的图像如右图所示,此时波恰好传到P点,则(  )

(A)该波源的频率是0.2Hz (B)波长是0.4m

(C)P点将向下运动       (D)P点将向右运动

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科目:高中物理 来源: 题型:


下列说法中正确的是_ ______(填选项前的字母)

A.玛丽·居里首先提出原子的核式结构学说

B.查德威克在利用a粒子轰击铍核的实验中发现了中子

C.卢瑟福在“粒子散射实验中发现了电子

D.玻尔为解释光电效应的实验规律提出了光子说

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伽利略在《两种新科学的对话》一书中,为了研究物体沿着斜面下滑运动时遵守的规律,设计了一个实验.某兴趣小组根据伽利略书中的描述,设计了如图的装置进行实验.

①实验时,让滑块从某一高度由静止沿斜面下滑,并同时打开装置中的阀门,使水箱中的水流到量筒中;当滑块碰到挡板的同时关闭阀门(整个过程中水流可视为均匀稳定的).改变滑块起始位置的高度,重复以上操作.该实验探究方案是利用量筒中收集的水量来测量         的.

②上表是该小组测得的有关数据,其中s为滑块从斜面的不同高度由静止释放后沿斜面下滑的距离,V为相应过程量筒收集的水量.分析表中数据,能够发现,在误差允许的范围内为一定值,这说明滑块沿斜面下滑时做的是____________运动.

③本实验误差的主要来源有:读数有误差,水从水箱中流出不够稳定,还可能来源于________________________________________等.(只要求写出一种)

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图甲所示:MN、PQ是相距d=l m的足够长平行光滑金属导轨,导轨平面与水平面成某一夹角,导轨电阻不计;长也为1m的金属棒ab垂直于MN、PQ放置在导轨上,且始终与导轨接触良好,ab的质量m=0.1 kg、电阻R=l ; MN、PQ的上端连接右侧电路,电路中R2为一电阻箱;已知灯泡电阻RL=3 ,定值电阻R1=7 ,调节电阻箱使R2 =6 ,量力加速度g=10 m/s2。现断开开关S,在t=0时刻由静止释放ab,在t=0.5 s时刻闭合S,同时加上分布于整个导轨所在区域的匀强磁场,磁场方向垂直于导轨平面斜向上;图乙所示为ab的速度随时间变化图像。

    (1)求斜面倾角a及磁感应强度B的大小;

    (2)ab由静止下滑x=50 m(此前已达到最大速度)的过程中,求整个电路产生的电热;

    (3)若只改变电阻箱R2的值。当R2为何值时,ab匀速下滑中R2消耗的功率最大?消耗的最大功率为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:


如图,有两个磁感应强度大小均为B、方向相反的水平匀强磁场, PQ为两个磁场的水平分界线,磁场范围足够大。一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环垂直磁场方向由静止开始从位置Ⅰ(圆心到分界线PQ的距离为hhr)开始下落,当圆环运动到位置Ⅱ(圆环直径刚好与分界线PQ重合)时,圆环刚好受力平衡,则下列说法正确的是

A.圆环运动到位置Ⅱ时的电功率为

B.圆环运动到位置Ⅱ时的速度为
C.圆环从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中,通过圆环截面的电荷量为
D.圆环从位置Ⅰ运动到位置Ⅱ的过程中,回路产生的电能为


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