如圖6-8-29所示,AB為豎直轉(zhuǎn)軸,細繩AC和BC的結(jié)點C系一質(zhì)量為m的小球,兩繩能承擔的最大拉力均為2mg,當AC和BC均拉直時∠ABC=90°,∠ACB=53°,ABC能繞豎直軸AB勻速轉(zhuǎn)動,因而C球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,求:

(1)  當m的線速度增大時,AC和BC(BC=1m)哪條繩先斷?

(2)  一條繩被拉斷后,m的速率繼續(xù)增加,整個運動狀態(tài)會發(fā)生什么變化?

(1)BC先斷,(2) 當α=60°時,TAC=2mg,AC也斷,此時球速v'=4.95m/s.


解析:

(1)當小球線速度增大到BC被拉直時,AC線拉力TAC=1.25mg,當球速再增大些時TAC不變,BC線拉力隨球速增大而增大,而v≥5.19m/s時,BC線先斷;(2)當BC線斷后,AC線與豎直方向夾角α因離心運動而增大,同時球速因重力而減小,當使球速再增大時,角α隨球速增大而增大,當α=60°時,TAC=2mg,AC也斷,此時球速v'=4.95m/s.

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相關(guān)習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?船營區(qū)模擬)某同學設(shè)計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗,圖(a)為實驗裝置簡圖.(交流電的頻率為50Hz)

(1)圖(b)為某次實驗得到的紙帶,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小為
3.2
3.2
m/s2.(保留二位有效數(shù)字)
(2)保持砂和砂桶質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量m,分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的
1
m
,數(shù)據(jù)如下表:
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8
小車加速度
a/m?s-2
1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小車質(zhì)量
m/kg
0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
1
m
/kg-1
4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60
請在方格坐標紙中畫出a-
1
m
圖線,并從圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)
1
m
之間的關(guān)系式是
a=
1
2m
m/s2
a=
1
2m
m/s2

(3)保持小車質(zhì)量不變,改變砂和砂桶質(zhì)量,該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F的變化圖線如圖(c)所示.
該圖線不通過原點,其主要原因是
實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分

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科目:高中物理 來源: 題型:

某同學設(shè)計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗,圖(a)為實驗裝置簡圖.

(1)圖(b)為某次實驗得到的紙帶,已知交流電的頻率為f,根據(jù)紙帶測得AC、CE的距離為S1和S2,可求得小車的加速度大小的表達式為a=
S2-S1
4
f2
S2-S1
4
f2

(2)保持砂和砂桶質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量m,分別得到小車加速度a、質(zhì)量m及對應(yīng)的
1
m
的值,數(shù)據(jù)如下表:
實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 6 7 8
小車加速度a/m?s-2 1.90 1.72 1.49 1.25 1.00 0.75 0.50 0.30
小車質(zhì)量m/kg 0.25 0.29 0.33 0.40 0.50 0.71 1.00 1.67
1
m
/kg-1
4.00 3.45 3.03 2.50 2.00 1.41 1.00 0.60
請在如圖(d)所示的方格坐標紙中畫出a~
1
m
圖線,并從圖線可得到的結(jié)論是
在合外力一定的情況下,物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比.
在合外力一定的情況下,物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比.

(3)保持小車質(zhì)量不變,改變砂和砂桶質(zhì)量,該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F的變化圖線如圖(c)所示.該圖線不通過原點,其主要原因是
實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分
實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不充分

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科目:高中物理 來源: 題型:

某同學設(shè)計了一個探究加速度a與物體所受合力F及質(zhì)量m關(guān)系的實驗,圖(a)為實驗裝置簡圖。(交流電的頻率為50Hz)

 

(1)圖(b)為某次實驗得到的紙帶,根據(jù)紙帶可求出小車的加速度大小

      m/s2。(保留二位有效數(shù)字)

 
(2)保持砂和砂桶質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量m,分別得到小車加速度a與質(zhì)量m及對應(yīng)的,數(shù)據(jù)如下表:

實驗次數(shù)

1

2

3

4

5

6

7

8

小車加速度

a/m·s—2

1.90

1.72

1.49

1.25

1.00

0.75

0.50

0.30

小車質(zhì)量

m/kg

0.25

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00

1.67

4.00

3.45

3.03

2.50

2.00

1.41

1.00

0.60

請在方格坐標紙中畫出圖線,并從圖線求出小車加速度a與質(zhì)量倒數(shù)之間的關(guān)系式是             。

(3)保持小車質(zhì)量不變,改變砂和砂桶質(zhì)量,該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F的變化圖線如圖(c)所示。該圖線不通過原點,其主要原因是              。

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學年四川省成都市高三10月月考物理試卷(解析版) 題型:實驗題

(11分)某同學設(shè)計了一個探究加速度與物體所受合力F及物體質(zhì)量m的關(guān)系實驗。如圖(a)所示為實驗裝置簡圖。A為小車,B為打點計時器,C為裝有沙的沙桶,D為一端帶有定滑輪的長方形木板,實驗中認為細繩對小車拉力F等于沙和沙桶總重量,小車運動加速度可用紙帶上的點求得。   

(1)(3分)圖(b)為某次實驗得到的紙帶(交流電的頻率為50Hz),試由圖中數(shù)據(jù)求出小車運動的加速度=_______/s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)  

(2)保持沙和沙桶質(zhì)量不變,改變小車質(zhì)量m,分別得到小車運動的加速度與質(zhì)量及對應(yīng)的1/數(shù)據(jù)如下表

次數(shù)

1

2

3

4

5

6

7

8

小車加速度a(/s2

1.90

1.72

1.49

1.25

1.00

0.75

0.50

0.30

小車質(zhì)量(kg)

0.25

0.29

0.33

0.40

0.50

0.71

1.00

1.67

1/ (kg-1

4.00

3.50

3.00

2.50

2.00

1.40

1.00

0.60

①(3分)根據(jù)上表數(shù)據(jù),為直觀反映F不變時a與m的關(guān)系,請在方格坐標紙中作出圖線。

②(3分)從圖線中得到F不變時小車加速度之間定量關(guān)系式為__________。

(3)(2分)保持小車質(zhì)量不變,改變沙和沙桶的重量,該同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度與合力F圖線如圖(d)所示,該圖線不通過原點,明顯超出偶然誤差范圍,其主要原因是__________.

 

 

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