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20.一质量为M的圆环套在水平光滑杆上,用细线一端系一质量为m的小球挂在环上,当用力拉环做匀加速运动时,细线偏离竖直方向的夹角为θ,求拉力F的大小.

分析 先以小球和物块整体为研究对象,分析受力,根据牛顿第二定律研究横杆对M的弹力与加速度的关系.对小球研究,根据牛顿第二定律,采用合成法研究细线与竖直方向的夹角、细线的拉力与加速度的关系.

解答 解:对整体受力如图,由牛顿第二定律有:
F=(M+m)a…①
对小球受力如图:T•cosθ=mg…②
T•sinθ=ma…③
由①②③得:F=(M+m)gtanθ

答:拉力F的大小是(M+m)gtanθ.

点评 本题首先要选择好研究对象,其次要正确分析受力情况.运用牛顿第二定律采用正交分解法和隔离法相结合.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

10.如图,当左边的线圈通以逆时针电流I时,天平恰好平衡,此时天平右边的砝码为m,若改为顺时针方向的电流且大小不变,则需在天平右边增加△m的砝码,通电线圈受到磁场力大小为(  )
A.$\frac{△mg}{2}$B.(m+△m)gC.△mgD.$\frac{(m+△m)g}{2}$

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11.在如图(甲)所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,且R1=100Ω,R2阻值未知,R3是一滑动变阻器,当其滑片从左端滑至右端时,测得电源的路端电压随电流的变化图线如图(乙)所示,其中A、B两点是滑片在变阻器的左右两个不同端点得到的值.求:
(1)定值电阻R2的阻值;
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(3)当滑动变阻器R3取何值时电源的输出功率最大?最大输出功率是多少?

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8.下列哪一组单位属于国际单位制的基本单位(  )
A.m、N、㎏B.㎏、J、sC.m、㎏、sD.m/s2、㎏、J

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5.根据运动的图象(如图)判断下列哪些说法是错误的(  )
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B.1到3秒过程中,物体做匀速直线运动
C.0到1秒过程中,物体的加速度为10m/s2
D.0到3秒的过程中,物体的加速度恒定不变

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12.物体作直线运动过程中,在前一半位移内的平均速度是v1,后一半位移内的平均速度为v2,则物体在全过程中的平均速度为(  )
A.$\frac{{{v_1}+{v_2}}}{2}$B.$\sqrt{{v_1}{v_2}}$C.$\frac{{2{v_1}{v_2}}}{{{v_1}+{v_2}}}$D.$\sqrt{v_1^2+v_2^2}$

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9.一滑块以1m/s2的加速度在水平面上做匀加速直线运动,经过相距100m的A、B两点用了10s时间.试求:
(1)滑块经过A点时的速度大小?
(2)滑块经过B点时的速度大小?

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10.用如图所示装置来验证动量守恒定律,质量为mA的钢球A用细线悬挂于O点,质量为mB的钢球B放在离地面高度为H的小支柱N上,O点到A球球心的距离为L,使悬线在A球释放前伸直,且线与竖直线夹角为α,A球释放后摆到最低点时恰与B球正碰,碰撞后,A球把轻质指示针OC推移到与竖直线夹角β处,B球落到地面上,地面上铺有一张盖有复写纸的白纸D,保持α角度不变,多次重复上述实验,白纸上记录到多个B球的落点.
(1)图中S应是B球初始位置到落地点的水平距离.
(2)为了验证两球碰撞过程动量守恒,应测得的物理量有S和mA、mB、α、β、H、L、S.(用字母表示)
(3)用测得的物理量表示碰撞前后A球、B球的动量:PA=${m_A}\sqrt{2gL(1-cosα)}$.PA′=${m_A}\sqrt{2gL(1-cosβ)}$.PB=0.PB′=mBS$\sqrt{\frac{g}{2H}}$.(当地的重力加速度为g)

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