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小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手...

小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地.如图所示.已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为,重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.

(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2

(2)问绳能承受的最大拉力多大?

(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应是多少?最大水平距离为多少?

 

 

(1) (2) (3) 【解析】 试题分析:(1)设绳断后球飞行时间为t,由平抛运动规律,有 竖直方向,水平方向 得 由机械能守恒定律,有 得 (2)设绳能承受的最大拉力大小为T,这也是球受到绳的最大拉力大小. 球做圆周运动的半径为 由圆周运动向心力公式,有 得 (3)设绳长为l,绳断时球的速度大小为v3,绳承受的最大拉力不变, 有得 绳断后球做平抛运动,竖直位移为d﹣l,水平位移为x,时间为t1 有 得 当时,x有最大值, 考点:平抛运动、机械能守恒定律、圆周运动  
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考点分析:
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如图所示,用长为L的细绳把质量为m的小球系于O点,把细绳拉直至水平后无初速度地释放,小球运动至O点正下方的B点时绳子恰好被拉断,B点距地面的高度也为L.设绳子被拉断时小球没有机械能损失,小球抛出后落到水平地面上的C点求:

(1)绳子被拉断前瞬间受到的拉力大小T.

(2)B、C两点间的水平距离x.

 

 

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用如图1所示的实验装置验证机械能守恒定律.实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种.重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,已知重力加速度为g,即可验证机械能守恒定律.

下面列举了该实验的几个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器件;

B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;

C.用天平测量出重锤的质量;

D.先释放悬挂纸带的夹子,然后接通电源开关打出一条纸带;

E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;

F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能.

其中没有必要或操作不恰当的步骤是____________(填写选项对应的字母)

如图2所示是实验中得到一条纸带,将起始点记为O,并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点,分别记为ABCDEF,量出与O点的距离分别为,使用交流电的周期为T,设重锤质量为m,则在打E点时重锤的动能为_______,在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为______

在本实验中发现,重锤减少的重力势能总是______(填大于小于)重锤增加的动能,主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,为了测定阻力大小,可算出问中纸带各点对应的速度,分别记为, 并作图象,如图3所示,直线斜率为k,则可测出阻力大小为________

 

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将一电荷量为+Q的小球放在不带电的金属球附近,所形成的电场线分布如图所示,金属球表面的电势处处相等,ab为电场中的两点,则

A. a点的电场强度比b点的小

B. a点的电势比b点的高

C. 带负电的电荷qa点的电势能比在b点的大

D. 带负电的电荷qa点移到b点的过程中,电场力做正功

 

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如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连.弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出).物块的质量为m,AB=a,物块与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平向右的力将物块从O点拉至A点,拉力做的功为W.撤去拉力后物块由静止向左运动,经O点到达B点时速度为零.重力加速度为g. 则上述过程中

A.物块在A点时,弹簧的弹性势能等于

B.物块在B点时,弹簧的弹性势能小于

C.经O点时,物块的动能小于

D.物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能

 

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如图所示,小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动,到达最高点B后返回A,C为AB的中点.下列说法中正确的是

A.小球从A出发到返回A的过程中,位移为零,外力做功为零

B.小球从A到C与从C到B的过程,减少的动能相等

C.小球从A到C与从C到B的过程,速度的变化相等

D.小球从A到C与从C到B的过程,损失的机械能相等

 

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