【題目】套在水平光滑軸O上的輕桿兩端分別固定A、B兩小球（可看成質(zhì)點(diǎn)），給A球一初速度后，兩小球在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知輕桿長為L．A、B兩小球質(zhì)量分別為m和2m，求

（1）A、B兩小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑
（2）A球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)軸O對輕桿的作用力大�。�

【答案】
（1）解：由于總動(dòng)能不變，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒可知，在桿從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中，兩小球重力勢能的變化量的絕對值相等，則有：

mgRA=2mgRB

而RA+RB=L

解得： ，

答：A、B兩小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為 和 ；


（2）設(shè)桿在豎直位置時(shí)，桿對A球得作用力為FA，桿對B球得作用力為FB，根據(jù)向心力公式得：

，

，

根據(jù)牛頓第三定律可知，球?qū)U的作用力FA′=﹣FA，F(xiàn)B′=﹣FB，

設(shè)軸對桿的作用力為F，則F=FA′﹣FB′，

聯(lián)立解得：F=3mg

答：A球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)軸O對輕桿的作用力大小為3mg．


【解析】（1）系統(tǒng)只有重力做功，機(jī)械能守恒，在桿從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中，兩球重力勢能的變化量的絕對值相等，再結(jié)合半徑之和為L求解。
(2）分別對AB受力分析，根據(jù)向心力公式列式，再結(jié)合牛頓第三定律求解。
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了向心力和機(jī)械能守恒及其條件的相關(guān)知識點(diǎn)，需要掌握向心力總是指向圓心，產(chǎn)生向心加速度，向心力只改變線速度的方向，不改變速度的大小；向心力是根據(jù)力的效果命名的.在分析做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受力情況時(shí)，千萬不可在物體受力之外再添加一個(gè)向心力；在只有重力（和彈簧彈力）做功的情形下，物體動(dòng)能和重力勢能（及彈性勢能）發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變才能正確解答此題．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”，現(xiàn)提供如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，請回答下列問題：

（1）為了消除小車與水平木板之間的摩擦力的影響應(yīng)采取的方法是（______）

A．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)

B．將木板帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)

C．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)

D.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車能夠靜止在木板上

（2）某學(xué)生在平衡摩擦力時(shí)，使得長木板傾角偏大．他所得到的a-F關(guān)系是圖2中的哪條圖線（______）（圖中a是小車的加速度，F是細(xì)線作用于小車的拉力）．

（3）在實(shí)驗(yàn)中，有同學(xué)得到一條打點(diǎn)的紙帶，取打點(diǎn)清晰部分做如下標(biāo)記，如圖所示，已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出來，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源頻率為50Hz，則小車加速度的大小為____m/s2。（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

（4）消除小車與水平木板之間摩擦力的影響后，要用鉤碼總重力代替小車所受的拉力，此時(shí)鉤碼質(zhì)量m與小車總質(zhì)量M之間應(yīng)滿足的關(guān)系為__________．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】滑沙游戲中，游戲者從沙坡頂部坐滑沙車呼嘯滑下．為了安全，滑沙車上通常裝有剎車手柄，游客可以通過操縱剎車手柄對滑沙車施加一個(gè)與車運(yùn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力F，從而控制車速．為便于研究，作如下簡化：游客從頂端A點(diǎn)由靜止滑下8s后，操縱剎車手柄使滑沙車摩擦變大勻速下滑至底端B點(diǎn)，在水平滑道上繼續(xù)滑行直至停止．已知游客和滑沙車的總質(zhì)量m=70kg，傾角θ=37°，滑沙車底部與沙面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5．重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，不計(jì)空氣阻力．

(1)游客勻速下滑時(shí)的速度大�。�

(2)若游客在水平滑道BC段的最大滑行距離為16m，則他在此處滑行時(shí)，需對滑沙車施加多大的水平制動(dòng)力？

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，A、B球的質(zhì)量相等，彈簧的質(zhì)量不計(jì)，傾角為θ的斜面光滑，系統(tǒng)靜止時(shí)，彈簧與細(xì)線均平行于斜面，在細(xì)線被燒斷的瞬間，下列說法正確的是(　　)．

A. 兩個(gè)小球的瞬時(shí)加速度均沿斜面向下，大小均為gsin θ

B. B球的受力情況未變，瞬時(shí)加速度為零

C. A球的瞬時(shí)加速度沿斜面向下，大小為2gsin θ

D. 彈簧有收縮的趨勢，B球的瞬時(shí)加速度向上，A球的瞬時(shí)加速度向下，瞬時(shí)加速度都不為零

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律：

（1）某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到如圖（b）所示的a﹣F圖象，造成這一結(jié)果的原因是：在平衡摩擦力時(shí)木板與水平桌面間的傾角 （填“偏大”或“偏小”）．

（2）該同學(xué)在平衡摩擦力后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際小車在運(yùn)動(dòng)過程中所受的拉力 砝碼和盤的總重力（填“大于”、“小于”或“等于”），為了便于探究、減小誤差，應(yīng)使小車質(zhì)量M與砝碼和盤的總質(zhì)量m滿足 的條件

（3）某同學(xué)得到如圖所示的紙帶．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源頻率為50Hz． A、B、C、D、E、F、G是紙帶上7個(gè)連續(xù)的點(diǎn)．△s=sDG﹣sAD= cm．由此可算出小車的加速度a= m/s2（保留兩位有效數(shù)字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某遠(yuǎn)距離輸電電路的輸電電壓為U，輸電導(dǎo)線的總電阻為R，下列分析正確的是（ ）
A.由公式P= 得到，輸電導(dǎo)線的電阻越大，功率損失越少
B.由公式I= 得到，輸電導(dǎo)線的電阻越小，電流越大
C.由公式P=I2R得到，輸電電流越大，輸電導(dǎo)線上的功率損失越大
D.由公式P=UI得到，輸電導(dǎo)線上的功率損失與電流強(qiáng)度成正比

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比5：1，原線圈兩端接在輸出電壓u=311sin100πt（V）的交流電源上，電流表和電壓表對電路的影響忽略不計(jì)，電阻R=﹣44Ω，下列說法正確的是（　�。�

A.R上交流電的頻率為100Hz
B.電流表A1的示數(shù)為0.2A
C.電壓表V1的示數(shù)為311V
D.電阻R的發(fā)熱功率為88W

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】“探究功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如圖所示，當(dāng)靜止的小車在一條橡皮筋作用下彈出時(shí)，橡皮筋對小車做的功記為W． 當(dāng)用2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)，使每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所打的紙帶測出．

（1）若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小車速度最大時(shí)，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置（視小車為質(zhì)點(diǎn)），下列說法正確的是　 　 ．
A.橡皮筋處于原長狀態(tài)
B.橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)
C.小車在兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線處
D.小車已過兩個(gè)鐵釘?shù)倪B線
（2）下列4條紙帶哪一條是在實(shí)驗(yàn)中正確操作可能得到的紙帶 ．

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】半徑為a右端開小口的導(dǎo)體圓環(huán)和長為2a的導(dǎo)體直桿，單位長度電阻均為R0 ． 圓環(huán)水平固定放置，整個(gè)內(nèi)部區(qū)域分布著豎直向下的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B．桿在圓環(huán)上以速度v平行于直徑CD向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，桿始終有兩點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，從圓環(huán)中心O開始，桿的位置由θ確定，如圖所示．則（ ）

A.θ=0時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢為2Bav
B.θ= 時(shí)，桿產(chǎn)生的電動(dòng)勢為
C.θ=0時(shí)，桿受的安培力大小為
D.θ= 時(shí)，桿受的安培力大小為

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同步練習(xí)冊答案