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长为L的杆竖直放置,杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着...

长为满分5 manfen5.comL的杆竖直放置,杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着一个质量为m的小铁环.已知重力加速度为g,不计空气阻力.

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(1)若杆与环保持相对静止,在空中水平向左做匀加速直线运动,此时环恰好与B端在同一水平高度,如图(a),请在图(c)中作出此时环的受力示意图,并求出此时加速度的大小a1

(2)若杆与环保持相对静止,在竖直平面内沿某一方向做匀加速直线运动,加速度大小为满分5 manfen5.comg,此时环恰好位于轻绳正中间,如图(b)所示,求绳中拉力的大小.

 

(1)若杆与环保持相对静止,此时加速度的大小是g. (2)若杆与环保持相对静止,在竖直平面内沿某一方向做匀加速直线运动,加速度大小为g,此时环恰好位于轻绳正中间,如图(b)所示,绳中拉力的大小是mg. 【解析】 试题分析:(1)对环进行受力分析,然后结合牛顿第二定律即可求出加速度; (2)由牛顿第二定律求出环受到的合力,然后结合受力分析求出绳子中的拉力. 【解析】 (1)受力示意图如右图所示. 设绳上的张力大小为T1,斜绳与水平方向夹角为60°, T1sin60°=mg, T1+T1cos60°=ma1 解得a1=g (2)设绳上的张力大小为T2、绳与水平方向的夹角为θ 根据几何边长关系可知cosθ= (2T2cosθ)2+(mg)2=(ma2)2 T2=mg 答:(1)若杆与环保持相对静止,此时加速度的大小是g. (2)若杆与环保持相对静止,在竖直平面内沿某一方向做匀加速直线运动,加速度大小为g,此时环恰好位于轻绳正中间,如图(b)所示,绳中拉力的大小是mg. 【点评】本题中铁环与动滑轮相似,两侧绳子拉力大小相等,运用正交分解法研究平衡状态和非平衡情况.中档题目.  
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考点分析:
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某小组同学使用力矩盘验证有固定转动轴物体的平衡条件,力矩盘上各同心圆的间距相等,为4cm.

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(1)在A、B两点分别用细线悬挂钩码,M、C两点用弹簧秤连接后,力矩盘平衡(如图1所示),已知每个钩码所受的重力为1N,弹簧秤示数的单位为N,请填写下列实验数据表格中“第一次”实验的数据:

 

逆时针方向力矩之和(N•m)

顺时针方向力矩之和(N•m)

第一次

 

 

第二次

 

 

(2)回顾整个实验过程,他们发现操作完全正确,读数和计算均无差错,力矩盘与转轴间的摩擦也足够小,经过讨论,他们认为两个方向力矩之和的差异是由于力矩盘的重心不在圆心造成的.根据(1)中的数据,可以判定力矩盘的重心可能在      (多选)

A.圆心的左上方             B.圆心的左下方

C.圆心的右上方             D.圆心的右侧,与圆心同高

(3)为改进实验,他们提出两种方案:

方案一:在图2中D点悬挂一个钩码,在之后的每次实验中保持这个钩码的悬挂位置和个数不变,它产生的力矩就可以和力矩盘的重力矩抵消了.

方案二:在之后的每一次实验中,都在顺时针方向的力矩之和上加0.04N•m,就可以抵消重力矩产生的影响了.

你认为这两种方案

A.都可行B.都不可行C.方案一可行D.方案二可行.

 

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利用如图所示的装置描绘小球做平抛运动的轨迹:小球从斜面上某一位置无初速度释放,从斜槽末端飞出;利用水平卡板可以记录运动轨迹上的某个点;改变卡板的位置,就改变了小球在卡板上落点的位置,从而可以描绘出小球的运动轨迹.

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(1(多选)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有

(A)安装斜槽轨道,使其末端保持水平

(B)每次小球释放的初始位置可以任意选择

(C)每次小球应从同一高度由静止释放

(D)为描出小球的运动轨迹描绘的点可以用折线连接

(2)在实验中,小球前后运动了三次,水平卡板依次放在图中①、②、③的位置,小球从斜槽末端到落点的水平位移依次为x1、x2、x3,机械能的变化量依次为△E1、△E2、△E3,已知①与②的间距等于②与③的间距,忽略空气阻力的影响,下列分析正确的是

A.x2﹣x1=x3﹣x2,△E1<△E2<△E3

B.x2﹣x1>x3﹣x2,△E1=△E2=△E3

C.x2﹣x1<x3﹣x2,△E1<△E2<△E3

D.x2﹣x1<x3﹣x2,△E1=△E2=△E3

 

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利用图所示的装置做如下实验:小球从左侧斜面上的O点由静止释放后沿斜面向下运动,并沿右侧斜面上升,斜面上先后铺垫三种粗糙程度逐渐降低的材料时,小球沿右侧斜面上升到的最高位置依次为1、2、3,根据三次实验结果的对比,可以得到的最直接的结论是(  )

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A.如果小球不受力,它将一直保持匀速运动或静止状态

B.如果斜面光滑,小球将上升到与O点等高的位置

C.如果小球受到力的作用,它的运动状态将发生改变

D.小球受到的力一定时,质量越大,它的加速度越小

 

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光电门传感器为门式结构,如图所示.A管发射红外线,B管接收红外线.A、B之间无挡光物体时,电路断开;有物体经过A、B之间时B管挡被光,电路接通.计算机根据挡光物体的            ,自动算出物体的     

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一辆机动车在平直的公路上由静止启动开始做直线运动,图中图线A表示该车运动的速度和时间的关系,图线B表示车的功率和时间的关系.设车在运动过程中阻力不变,车在6s末前做匀加速运动,在16s末开始匀速运动.可知车的质量为      kg,车从静止开始到16s末内的总位移为      m.

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