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如图所示,质量为的小球固定在长为的轻杆一端,杆可绕O点的水平轴在竖直平面内转动,...

如图所示,质量为的小球固定在长为的轻杆一端,杆可绕O点的水平轴在竖直平面内转动, ,求:

(1)当小球在最高点的速度为多大时,球对杆的作用力为零;

(2)当小球在最高点的速度分别为时,杆对球的作用力的大小和方向。

 

(1)2m/s;(2)速度时,球对杆的作用力大小为,方向沿杆向上,速度为时,球对杆的作用力大小为,方向沿杆向下 【解析】试题分析:当小球在最高点时杆对球的作用力为零时,靠重力提供向心力,由牛顿第二定律求出最高点的速度;根据重力和杆子作用力的合力提供向心力,由牛顿第二定律求出杆对球的作用力大小和方向,从而得出球对杆的作用力大小和方向。 (1)在最高点,球对杆的作用力为零, 根据牛顿第二定律得: 解得 (2)当小球在最高点的速度为时 由于,所以杆对球有向下的拉力 根据牛顿第二定律得, 解得.所以球对杆的作用力大小为6N,方向沿杆向上 当小球在最高点的速度为时,由于 所以杆对球有向上的支持力,根据牛顿第二定律得, 解得.所以球对杆的作用力大小为,方向沿杆向下。 点睛:本题考查了向心力的基本运用,关键要知道小球在最高点向心力的来源,结合牛顿第二定律进行解答。  
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考点分析:
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如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动.在圆形卡纸的旁边安装一个改装了的电火花计时器。

下面是该实验的实验步骤:

①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触;

②启动电动机,使圆形卡纸转动起来;

③接通电火花计时器的电源,使它工作起来;

④关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示),写出角速度ω的表达式,代入数据,得出ω的测量值。

(1)要得到角速度ω的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是________

A.秒表

B.游标卡尺

C.圆规

D.量角器

 

(2)设电火花计时器打点时间间隔为t,卡纸上有连续打下的n个点,写出ω的表达式,并指出表达式中各个物理量的含义__________________

(3)为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠,在电火花计时器与盘面保持良好接触的同时,可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动。则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆,而是类似一种螺旋线,如图丙所示。你认为这对测量结果有无影响,写出理由_____________________

 

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地球赤道上有一物体随地球自转,所受的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略),所受的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球的同步卫星所受的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3;地球表面的重力加速度为g,第一宇宙速度为v,假设三者质量相等,则(  ).

A. F1F2>F3    B. ga2>a3>a1

C. v1v2v>v3    D. ω1ω3=ω2

 

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“嫦娥一号”探月卫星绕地运行一段时间后,离开地球飞向月球.如图所示是绕地飞行的三条轨道,1轨道是近地圆形轨道,23是变轨后的椭圆轨道.A点是2轨道的近地点,B点是2轨道的远地点,卫星在轨道1的运行速率为7.7 km/s,则下列说法中正确的是

A.卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7.7 km/s

B.卫星在2轨道经过B点时的速率一定大于7.7 km/s

C.卫星在3轨道所具有的机械能小于在2轨道所具有的机械能

D.卫星在3轨道所具有的最大速率小于在2轨道所具有的最大速率

 

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如图所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点),A、B、C为曲线上依次经过的三点,关于铅球在B点的速度方向,说法正确的是(  )

A. 为AB的方向    B. 为BC的方向    C. 为BD的方向    D. 为BE的方向

 

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下列说法正确的是:

A. 只有静止或做匀速直线运动的物体才具有惯性

B. 作用力和反作用同时产生,同时消失

C. 物体的运动状态发生变化,物体的受力情况一定变化

D. 物体作曲线运动时,受到的合外力可能是恒力

 

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