练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    17．如图所示，质量是1kg的小球用长为0.5m的细线悬挂在O点，O点距地面高度为1m，如果使小球绕00′轴在水平面内做圆周运动，若细线最大承受拉力为12.5N，（g=10m/s2）．求：
    （1）当小球的角速度为多大时，细线将断裂；
    （2）细线将断裂时，细线与竖直方向的夹角为多少；
    （3）线断裂瞬时小球速度和在空中飞行的时间为多少；
    （4）线断裂后小球落地点与悬点的水平距离为多少．

    分析 （1、2）当拉力达最大时，此时竖直方向重力和拉力的分力平衡，则可求得最大夹角；小球靠拉力和重力的合力提供向心力，根据几何关系求出最大向心力，根据向心力公式求出最大角速度；
    （3）由竖直方向上的自由落体规律可求得小球在空中飞行的时间；
    （4）根据x=vt求出小球在水平方向的位移，然后结合几何关系即可求出．

    解答 解：设球质量为m，绳长为L，O点离地高h，断绳时角速度为ω，绳张力为FT，绳与竖直方向的夹角为θ
    （1、2）当绳子拉力达到最大时，在竖直方向上由平衡条件可知：FTcosθ=mg
    代入数据解得：θ=37°．
    根据牛顿第二定律得：
    mgtanθ=mLsinθ•ω2
    代入数据解得：ω=5rad/s．
    （3）线断裂瞬时小球速度为：v0=ωLsin37°=5×0.5×0.6m/s=1.5m/s，
    落地时竖直位移为：y=h-Lcosθ=$\frac{1}{2}$gt2
    代入数据解得t=$\sqrt{0.12}$ s
    （4）水平位移为：x=v0t
    小球落地点与悬点的水平距离为：d=$\sqrt{{L}^{2}si{n}^{2}θ+{x}^{2}}$
    代入数据解得：d=0.6m
    答：（1）当小球的角速度为5rad/s时，细线将断裂；
    （2）线断裂后小球落地点与悬点的水平距离为0.6m；
    （3）线断裂瞬时小球速度为1.5m/s；在空中飞行的时间为$\sqrt{0.12}$s；
    （4）线断裂后小球落地点与悬点的水平距离为0.6m．

    点评 该题结合圆锥摆考查向心力以及平抛运动，解决本题的关键搞清小球做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    7．电感器（线圈）对交变电流的阻碍作用的大小用感抗表示，线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高，线圈的感抗就越大．电容器对交变电流的阻碍作用的大小用容抗表示，电容器的电容越大，交变电流的频率越高，电容器的容抗就越小．（填“越大”或“越小”）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    8．如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电流的频率增大时：（　　）
    A．电容器电容增大B．电容器电容不变C．电灯变暗D．电灯变亮

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    5．如图所示，在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套有一质量m=2kg小球A，半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道，竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B，用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两小球连接起来，杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看做质点，且不计滑轮大小的影响，（g=10m/s2），现给小球A一个水平向右的恒力F=55N．求：
    （1）小球B运动到P点正下方C点时，A、B两球的速度大小？
    （2）小球B被拉到离地多高时与小球A速度大小相等？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    12．真空中有两个点电荷，若将其中一个点电荷的电量增大到原来的2倍，相隔的距离增大到原来的2倍，则它们间的相互作用力（　　）
    A．增大到原来的4倍B．增大到原来的2倍
    C．减小到原来的$\frac{1}{4}$倍D．减小到原来的$\frac{1}{2}$倍

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：多选题

    2．在探究“质量一定，加速度a与合外力F的关系”实验中．
    某学生根据实验数据作出了如图所示的a-F图象，其中图线不过原点并在末端发生了弯曲，产生这种现象的原因可能有（　　）
    A．在平衡摩擦力时，木板一端垫起的高度偏大
    B．在平衡摩擦力时，木板一端垫起的高度偏小
    C．盘和重物 的总质量m远小于车和砝码的总质量M
    D．盘和重物的总质量m不远小于车和砝码的总质量M

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    9．某课外小组的三位同学想要测量以下三种电池的电动势和内电阻：
    Ⅰ．R20（1号）干电池：电动势约为1.5V
    Ⅱ．R6（5号）干电池：电动势约为1.5V
    Ⅲ．某种锂电池：电动势约为20V
    他们可选择的部分器材有：
    A．电压表（量程3V时内阻约3kΩ；量程15V时内阻约15kΩ）
    B．电阻箱（阻值范围0～999Ω）
    C．电阻箱（阻值范围0～99999Ω）Ω
    D．滑动变阻器（阻值0～50Ω，额定电流1.5A）
    E．滑动变阻器（阻值0～2kΩ，额定电流0.5A）
    F．电流表（量程为0.6A，内阻约0.125Ω）
    为完成测量，三位同学进行了如下实验：

    ①甲同学将一节1号干电池直接接在量程为3V的电压表两端（如图甲所示），将此时电压表的示数作为电池电动势的测量值．以下对这种测量方法的误差分析正确的是B
    A．这种测量方法得到的电动势的测量值比真实值大
    B．这种测量方法造成误差的原因是测量时电路中有微小电流
    C．因为“断路时路端电压等于电源电动势”，所以这种测量方法的系统误差为零
    ②乙同学将一节5号干电池接入图乙所示电路中，为完成该实验，电压表应选择的量程是0-3V；滑动变阻器应选择D（选填相应器材前的字母）．
    ③乙同学根据测量数据画出U-I的图象如图丙所示（图中只画了坐标纸的大格），关于此图象的下列说法中正确的是ABD
    A．此图线在横轴上的截距表示电池被短路时的短路电流
    B．为减小误差，可以将原坐标纸上两坐标轴交点处的纵坐标取为1.0V，使每小格代表的电压值变小，从而放大纵轴的标度
    C．纵轴的标度放大后，图线在横轴上的截距仍表示电池被短路时的短路电流
    D．纵轴的标度放大后，电池的内阻仍等于图线斜率的绝对值
    ④丙同学为了测量锂电池的电动势，想给量程是15V的电压表串联一个定值电阻（用电阻箱代替），改装成量程是25V的电压表，实验电路如图丁所示，请将以下电压表改装过程的主要实验步骤补充完整：
    A．闭合开关前将滑动变阻器的滑片移至a端（选填“a”或“b”），并把电阻箱阻值调到零a b
    B．闭合开关后调节滑动变阻器使电压表示数为10V
    C．保持滑动变阻器的滑片位置不变，调节电阻箱使电压表示数为6V
    D．不改变电阻箱的阻值，保持电阻箱与量程为15V的电压表串联，撤去其它线路就得到量程为的25V电压表．
    ⑤丙同学的上述操作步骤中，电阻箱应选C，滑动变阻器应选E（选填相应器材前的字母）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    6．关于机械能守恒，下列叙述中正确的是（　　）
    A．汽车在长直斜坡上匀速下滑时，机械能守恒
    B．做平抛运动的小球，机械能守恒
    C．外力对物体做功为零，物体的机械能一定守恒
    D．物体所受合力不等于零，它的机械能一定不守恒

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    7．如图所示，在摩擦因数为μ的平面上竖直固定一半径为R的光滑半圆槽轨道，其底端恰与水平面相切，质量为m的小球以一定初速度从A点开始向右运动，经半圆槽轨道最低点B滚上半圆槽，小球恰能通过最高点C后落回到水平面上的A点． （不计空气阻力，已知m=1kg  μ=0.25  R=$\frac{10}{6}$m  重力加速度g=10m/s2）求：
    （1）小球通过B点时对半圆槽的压力大小；
    （2）小球的初速度v0．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案