(12分)如圖所示,長為R的輕繩一端固定于O點,另一端拴一質(zhì)量為m的小球,把球拉至最高點A,然后以υ0=的水平速度拋出。

計算:(1)繩被拉直時小球的位置在何處?
(2)小球經(jīng)過最低點C時小球?qū)K的拉力F?(設(shè)繩被拉直后小球沿繩方向的分速度迅速變?yōu)榱悖?br />(3)小球在整個運動過程中繩子對小球所做的功是多少?
(1)小球運動到與O點在同一水平線上B點時繩恰好張緊(2)5mg(3)-0.25mgR

試題分析:(1)小球在最高點作圓周運動的最小速度應(yīng)滿足 

解得
  所以小球做平拋運動
設(shè)繩被拉直時小球所處的位置為B,繩與水平方向夾角為θ,如圖甲所示 ,根據(jù)平拋運動規(guī)律有
    
解得,θ=0º即小球運動到與O點在同一水平線上B點時繩恰好張緊,如圖乙所示
(2)由于繩被拉直后小球沿繩方向的分速度迅速變?yōu)榱,小球到達B點后,只剩豎直方向的速度vy了,且vy=gt=
小球由B到C過程中機械能守恒    
解得  
在最低點C根據(jù)牛頓第二定律有      F–mg =
解得   F=5mg
根據(jù)牛頓第三定律,小球?qū)K子的拉力大小
(3)小球從A到B再到C全程應(yīng)用動能定理得

將vc、v0表達式代入解得繩子對小球所做的功 
點評:本題是動能定理和圓周運動的綜合問題,考查學生對多過程問題的分析能力,通過對圓周運動的最高點臨界速度可判斷物體做平拋運動,利用運動的分解求得分速度大小,把整個運動過程分成若干個可獨立的分運動,利用機械能守恒、動能定理或圓周運動求解
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,光滑半圓形軌道處于豎直平面內(nèi),半圓軌道與光滑的水平地面相切于半圓的端點A。一質(zhì)量為m的小球在水平地面上的C點受水平向左的恒力F由靜止開始運動,當運動到A點時撤去恒力F,小球沿豎直半圓軌道運動到軌道最高點B點,最后又落在水平地面上的D點(圖中未畫出)。已知A、C間的距離為L,重力加速度為g。

(1)若軌道半徑為R,求小球到達圓軌道B點時對軌道的壓力FN;
(2)為使小球能運動到軌道最高點B,求軌道半徑的最大值Rm
(3)軌道半徑R多大時,小球在水平地面上的落點D到A點的距離最大?最大距離xm是多少?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

物體在外力作用下沿光滑水平地面運動,在物體的速度由0增為v的過程中,外力做功W1,在物體的速度由v增為2v的過程中,外力做功W2,則W1W2
A.1∶1 B.1∶2
C.1∶3D.1∶4

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)如圖16所示,質(zhì)量m=60kg的高山滑雪運動員,從A點由靜止開始沿滑雪道滑下,從B點水平飛出后又落在與水平面成傾角的斜坡上C點。已知AB兩點間的高度差為h=25m,B、C兩點間的距離為s=75m,已知,取g=10m/s2,

求:(1)運動員從B點水平飛出時的速度大;
(2)運動員從A點到B點的過程中克服摩擦力做的功。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量相同的兩個帶電粒子P、Q以相同的速度沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻強電場中,P從兩極板正中央射入,Q從下極板邊緣處射入,它們最后打在同一點(重力不計),則從開始射入到打到上板的過程中( )
A.它們運動的時間tQ>tP
B.它們運動的加速度aQ<aP
C.它們所帶的電荷量之比qP∶qQ="1∶2"
D.它們的動能增加量之比ΔEkP∶ΔEkQ=1∶2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(10分)一輛車通過一根跨過定滑輪的繩PQ提升井中質(zhì)量為m的物體,如圖所示.繩的P端拴在車后的掛鉤上,Q端拴在物體上.設(shè)繩的總長不變,繩的質(zhì)量、定滑輪的質(zhì)量和尺寸、滑輪上的摩擦都忽略不計.開始時,車在A點,左右兩側(cè)繩都已繃緊并且是豎直的,左側(cè)繩長為H.提升時,車加速向左運動,沿水平方向從A經(jīng)過B駛向C.設(shè)A到B的距離也為H,車過B點時的速度為vB.求在車由A移到B的過程中,繩Q端的拉力對物體做的功。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖,長度均為L=5m的三根細線OA、AB、BC一端均與質(zhì)量為m=2kg的A球連接,另一端分別固定于O、B、C三點且B、C兩點在同一水平線上,整個裝置處于豎直平面內(nèi)。小球靜止時且細線OA恰無彈力.取g=10m/s2.求:

(1)此時細線AB的彈力大小
(2)若同時燒斷細線AB、AC,與此同時給A球一個水平向右的初速度v0=5m/s.求小球運動到最低點時對細線OA的拉力大小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:實驗題

某實驗小組采用圖所示的裝置探究“動能定理”,圖中小車中可放置砝碼,實驗中,小車碰到制動裝置時,鉤碼尚未到達地面,打點針時器工作頻率為50 Hz.

(1)實驗的部分步驟如下:
①在小車中放入砝碼,把紙帶穿過打點計時器,連在小車后端,用細線跨過定滑輪連接小車和鉤碼;
②將小車停在打點計時器附近,先        ,再        ,小車拖動紙帶,打點計時器在紙帶上打下一列點,         
③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量,更換紙帶,重復(fù)②的操作。
(2)如圖是鉤碼質(zhì)量為0.03 kg,砝碼質(zhì)量為0.02 kg時得到的一條紙帶,在紙帶上選擇起始點0及A、B、C、D和E五個計數(shù)點,可獲得各計數(shù)點到0的距離S及對應(yīng)時刻小車的瞬時速度v,請將C點的測量結(jié)果填在表1中的相應(yīng)位置.
(3)在上述的運動過程中,對于鉤碼、砝碼和小車組成的系統(tǒng),               做正功,
       做負功.

(4)實驗小組根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出了圖中的圖線(其中Δv2=v2-v20),根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論是                                                 .要驗證“動能定理”,還需要測量的物理量是摩擦力和                 
表1紙帶的測量結(jié)果
測量點
S/cm
v/(m·s-1)
0
0.00
0.35
A
1.51
0.40
B
3.20
0.45
C
   
  
D
7.15
0.54
E
9.41
0.60

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

光滑水平面上靜置一質(zhì)量為M的木塊,一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v1射入木塊,以速度v2穿出,木塊速度變?yōu)関,在這個過程中,下列說法中正確的是(    )
A.子彈對木塊做功為
B.子彈對木塊做的功等于子彈克服阻力做的功
C.子彈對木塊做的功等于木塊獲得的動能子彈跟木塊間摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能之和
D.子彈損失的動能轉(zhuǎn)變?yōu)槟緣K獲得的動能與子彈跟木塊間摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能之和

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