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如图所示,一根长0.1m的细线,一端系着一个质量是0.18kg的小球,拉住线的另...

如图所示,一根长0.1m的细线,一端系着一个质量是0.18kg的小球,拉住线的另一端,使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动,当小球的转速增加到原转速的3倍时,细线断裂,这时测得断前瞬间线的拉力比原来大40N,求:

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(1)线断裂的瞬间,线的拉力为多大;

(2)这时小球运动的线速度为多大;

(3)如果桌面高出地面0.8m,线断后小球飞出去落在离桌面的水平距离为多少的地方?(g取10m/s2

 

 

(1)线断裂的瞬间,线的拉力为45N; (2)这时小球运动的线速度为5m/s; (3)如果桌面高出地面0.8m,线断后小球飞出去落在离桌面的水平距离为2m的地方. 【解析】【解析】 (1)小球在光滑桌面上做匀速圆周运动时受三个力作用;重力mg、桌面弹力FN和细线的拉力F,重力mg和弹力FN平衡, 线的拉力提供向心力,Fn=F=mω2R, 设原来的角速度为ω0,线上的拉力是F0,加快后的角速度为ω, 线断时的拉力是F1,则F1:F0=ω2:ω02=9:1, 又F1=F0+40N, 所以F0=5N,线断时F1=45N. (2)设线断时小球的线速度大小为υ, 由,得. (3)由平抛运动规律得小球在空中运动的时间s=0.4s 小球落地处离开桌面的水平距离x=υt=5×0.4m=2m 答:(1)线断裂的瞬间,线的拉力为45N; (2)这时小球运动的线速度为5m/s; (3)如果桌面高出地面0.8m,线断后小球飞出去落在离桌面的水平距离为2m的地方. 【点评】对于匀速圆周运动动力学问题,关键是确定向心力的来源.平抛运动采用运动的分解进行处理.  
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考点分析:
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如图所示一辆箱式货车的后视图.该箱式货车在水平路面上做弯道训练.圆弧形弯道的半径为R=8m,车轮与路面间的动摩擦因数为μ=0.8,滑动摩擦力等于最大静摩擦力.货车顶部用细线悬挂一个小球P,在悬点O处装有拉力传感器.车沿平直路面做匀速运动时,传感器的示数为F0=4N.取g=10m/s2

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(1)该货车在此圆弧形弯道上做匀速圆周运动时,为了防止侧滑,车的最大速度vm是多大?

(2)该货车某次在此弯道上做匀速圆周运动,稳定后传感器的示数为F=5N,此时细线与竖直方向的夹角θ是多大?此时货车的速度v是多大?

 

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如图所示,半径为R的光滑圆环上套有一质量为m的小环,当圆环以角速度ω绕着环心的竖直轴旋转时,求小环偏离圆环最低点的高度.

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如图所示,一质量为0.5kg的小球,用0.4m长的细线拴住在竖直平面内作圆周运动,求:

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(1)当小球在圆上最高点速度为4m/s时,细线的拉力是多少?

(2)当小球在圆下最低点速度为4满分5 manfen5.comm/s时,细线的拉力是多少?(g=10m/s2

 

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未来在一个未知星球上用如图(a)所示装置研究平抛运动的规律.悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出作平抛运动.现对采用频闪数码照相机连续拍摄.在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球在作平抛运动过程中的多张照片,经合成后,照片如图(b)所示.a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s,照片大小如图中坐标所示,又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1:4,则:

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(1)由以上信息,可知a点      (填“是”或“不是”)小球的抛出点;

(2)由以上及图信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为      m/s2

(3)由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是      m/s;

(4)由以上及图信息可以算出小球在b点时的速度是     m/s.

 

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某学生为了测量人骑自行车行驶过程中的阻力系数k(人骑车时所受阻力f与总重力mg的比值),他依次进行了以下操作:

A.找一段平直路面,并在路面上画一道起点线;

B.用较快的初速度骑车驶过起点线,并同时从车架上放下一团橡皮泥;

C.自行车驶过起点线后就停止蹬车,让其靠惯性沿直线行驶,记下自行车停下的位置;

D.用卷尺量出起点线到橡皮泥的距离s、起点线到终点的距离L及车架离地的高度h.

根据上述操作,回答下列问题:

(1)自行车驶过起点线时的速度大小为 s满分5 manfen5.com

(2)自行车在行驶中的阻力系数k=     (要求用测量得到的物理量来表示).

 

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