【題目】如圖所示,已知豎直桿O1O2長為1.0m,水平桿長L1=0.2米,用長L2=0.2米的細(xì)繩懸掛小球,整個裝置可繞豎直桿O1O2轉(zhuǎn)動,當(dāng)該裝置以某一角速度轉(zhuǎn)動時,繩子與豎直方向成45°角,取g=10m/s2.求:
(1)該裝置轉(zhuǎn)動的角速度;
(2)如果運動到距離桿最遠(yuǎn)時刻懸掛小球的細(xì)繩突然斷了,小球?qū)⒆銎綊佭\動.求小球落地點與豎直桿在地面上點O2的距離s.(答案可用根式表示)
【答案】(1)5rad/s(2)
【解析】
(1) 小球做勻速圓周運動,靠重力和拉力的合力提供向心力,結(jié)合牛頓第二定律求出該裝置轉(zhuǎn)動的角速度;
(2) 根據(jù)平拋運動的規(guī)律求出小球在水平方向的位移的大小,然后結(jié)合平行四邊形定則求出小球落地點與豎直桿在地面上點O2的距離。
(1) 小球轉(zhuǎn)動的軌道半徑為:r=L1+L2sin45°=0.2+
對小球進(jìn)行受力分析如圖,
根據(jù)牛頓第二定律得:mgtan45°=mrω2
解得:ω=5 rad/s;
(2) 小球的線速度為:v=ωr=5×0.4=2m/s
小球做平拋運動的開始時的高度為:h=O1O2-L2cos45°=1.0-
小球做平拋運動的時間為:
小球做平拋運動的水平方向的位移為:x=vt=2×0.4=0.8m
當(dāng)小球從距離桿最遠(yuǎn)時刻開始做平拋運動時,小球沿水平方向的速度方向與小球到桿的方向相互垂直,所以小球的落地到O2的距離為:
。
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【題目】如圖所示的實驗裝置可以驗證牛頓運動定律,小車上固定一個盒子,盒子內(nèi)盛有沙子.沙桶的總質(zhì)量(包括桶以及桶內(nèi)沙子質(zhì)量)記為m,小車的總質(zhì)量(包括車、盒子及盒內(nèi)沙子質(zhì)量)記為M.
驗證在質(zhì)量不變的情況下,加速度與合外力成正比:甲同學(xué)從盒子中取出一些沙子,裝入沙桶中,稱量并記錄沙桶的總重力mg,將該力視為合外力F,對應(yīng)的加速度a則從打下的紙帶中計算得出.多次改變合外力F的大小,每次都會得到一個相應(yīng)的加速度.本次實驗中,桶內(nèi)的沙子取自小車中,故系統(tǒng)的總質(zhì)量不變.以合外力F為橫軸,以加速度a為縱軸,畫出a-F圖象。
①實驗前已經(jīng)平衡好摩擦力,請問下圖中哪個圖線是正確的______
②a-F圖象斜率的物理意義是(用題目中所給字母表示)_______________.
③你認(rèn)為把沙桶的總重力mg當(dāng)作合外力F是否合理?答:_____.(填“合理”或“不合理”)
④本次實驗中,是否應(yīng)該滿足Mm這樣的條件?答:______(填“是”或“否”)
⑤乙同學(xué)利用上述裝置來探究加速度a和小車的質(zhì)量M的關(guān)系,在其它步驟正確的前提下,由于沒有始終滿足M》m的條件,結(jié)果得到的圖像應(yīng)是如下圖中的_______
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【題目】2009年10月第十一屆全運會女子10 m跳臺比賽中,江蘇運動員陳若琳以439.35分的成績獲得冠軍.如圖甲所示,假設(shè)她從離水面10 m高的平臺上向上躍起,舉雙臂直體離開臺面,此時其重心位于從手到腳全長的中點.躍起后重心升高0.45 m達(dá)到最高點,落水時身體豎直且手先入水(在此過程中運動員水平方向的運動忽略不計).問從離開跳臺到手觸水面,她可用于完成空中動作的時間是多少?(計算時可以把運動員看做全部質(zhì)量集中在重心的一個質(zhì)點,g取10 m/s2)
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【題目】如圖所示,在某行星表面上有一傾斜的勻質(zhì)圓盤,盤面與水平面的夾角為30°,圓盤繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定的角速度轉(zhuǎn)動,盤面上離轉(zhuǎn)軸距離L處有一小物體與圓盤保持相對靜止,當(dāng)圓盤的角速度為ω時,小物塊剛要滑動。物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為 (設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力),該星球的半徑為R,引力常量為G,下列說法正確的是( )
A. 這個行星的質(zhì)量
B. 這個行星的第一宇宙速度
C. 這個行星的同步衛(wèi)星的周期是
D. 離行星表面距離為R的地方的重力加速度為
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【題目】深沉的夜色中,在大海上航行的船舶依靠航標(biāo)燈指引航道,如圖所示是一個航標(biāo)燈自動控制電路的示意圖。電路中的光電管陰極K涂有可發(fā)生光電效應(yīng)的金屬。下表反映的是各種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率和極限波長,又知可見光的波長在400~770nm()。
各種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率和極限波長:
根據(jù)上圖和所給出的數(shù)據(jù),你認(rèn)為:
(1)光電管陰極K上應(yīng)涂有金屬________。
(2)控制電路中的開關(guān)S應(yīng)和__________(選填“a”和“b”)接觸。
(3)工人在鍛壓機、沖床、鉆床等機器上勞動時,稍有不慎就會把手壓在里面,造成工傷事故。如果將上述控制電路中的電燈換成驅(qū)動這些機器工作的電機,這時電路中開關(guān)S應(yīng)和________接觸,這樣,當(dāng)工人不慎將手伸入危險區(qū)域時,由于遮住了光線,光控繼電器銜鐵立即動作,使機床停止工作,避免事故發(fā)生。
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【題目】兩個不規(guī)則帶電導(dǎo)體間的電場線分布如圖所示,已知導(dǎo)體附近的電場線均與導(dǎo)體表面垂直,a、b、c、d為電場中幾個點,并且a、d為緊靠導(dǎo)體表面的兩點,選無窮遠(yuǎn)為電勢等點,則
A. 場強大小關(guān)系有>
B. 電勢大小關(guān)系有>
C. 將一負(fù)電荷放在d點時其電勢能為負(fù)值
D. 將一正電荷由a點移到d點的過程中電場力做負(fù)功
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【題目】物體做勻加速直線運動,已知第1s末的速度是6m/s,第2s末的速度是8m/s,則下面結(jié)論正確的是( )
A. 物體零時刻的速度是3 m/s B. 物體的加速度是2 m/s2
C. 第1s內(nèi)的位移是6m D. 第1 s內(nèi)的平均速度是6 m/s
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【題目】如圖所示,P、Q為兩個等量的異種電荷,以靠近電荷P的O點為原點,沿兩電荷的連線建立x軸,沿直線向右為x軸正方向,一帶正電的粒子從O點由靜止開始僅在電場力作用下運動到A點,已知A點與O點關(guān)于P、Q兩電荷連線的中點對稱,粒子的重力忽略不計。在從O點到A點的運動過程中,下列關(guān)于粒子的運動速度v和加速度a隨時間的變化、粒子的動能和運動徑跡上電勢隨位移x的變化圖線可能正確的是( )
A. B. C. D.
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【題目】兩相鄰的勻強磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ的磁感應(yīng)強度大小分別為B和2B,方向平行。一速度方向與磁感應(yīng)強度方向垂直的帶電粒子(不計重力),在勻強磁場Ⅰ區(qū)域中運動一段圓弧后,又進(jìn)入Ⅱ區(qū)域的勻強磁場繼續(xù)運動,則
A. 速率加倍,周期減半
B. 角速度加倍,軌道半徑減半
C. 速率不變,加速度減半
D. 速率不變,周期不變
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