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物体做圆周运动时,所需的向心力F需由运动情况决定,提供的向心力F供由受力情况决定...

物体做圆周运动时,所需的向心力F由运动情况决定提供的向心力F由受力情况决定.若某时刻F=F则物体能做圆周运动;若F>F物体将做离心运动;若F<F物体将做向心运动.现有一根长L=1 m的不可伸长的轻绳其一端固定于O另一端系着质量m=0.5 kg的小球(可视为质点),将小球提至正上方的A 点处此时绳刚好伸直且无张力如图所示.不计空气阻力,g10 m/s2则:

(1)为使小球能在竖直面内做完整的圆周运动,在A点至少应给小球多大的水平速度?

(2)若将小球以速度v1=4 m/s水平抛出的瞬间绳中的张力为多大?

(3)若将小球以速度v2=1 m/s水平抛出的瞬间绳中若有张力求其大小?若无张力试求从抛出小球到绳子再次伸直时所经历的时间?

 

(1) (2)绳中张力为:T=3 N (3)绳中无张力,0.6 s 【解析】(1)要使小球在竖直面内能够做完整的圆周运动,在最高点时至少应该是重力作为所需要的向心力,所以得, (2)因为,故绳中有张力, 由牛顿第二定律得,,代入数据解得,绳中的张力为T=3N, (3)因为,故绳中没有张力,小球将做平抛运动,如图所示   水平方向: 竖直方向:, 解得:.
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考点分析:
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如图甲所示,饲养员对着长l=1.0 m的水平细长管的一端吹气,将位于吹气端口的质量m=0.02 kg的注射器射到动物身上。注射器飞离长管末端的速度大小v=20 m/s。可视为质点的注射器在长管内做匀变速直线运动,离开长管后做平抛运动,如图乙所示。

(1)求注射器在长管内运动时的加速度大小;

(2)求注射器在长管内运动时受到的合力大小;

(3)若动物与长管末端的水平距离x=4.0 m,求注射器下降的高度h

 

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未来在一个未知星球上用如图甲所示的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做平抛运动。现对小球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做平抛运动过程中的多张照片经合成后照片如图乙所示。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:

 

(1)由以上信息可知a______(选填不是”)小球的抛出点;

(2)由乙图信息可以推算出该星球表面的重力加速度为______m/s2

(3)由乙图信息可以算出小球平抛的初速度是______m/s;

(4)由乙图信息可以算出小球在b点时的速度是______m/s。(此空保留3位有效数字)

 

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在研究“平抛运动”实验中

(1)图是横挡条卡住平抛小球用铅笔标注小球最高点确定平抛运动轨迹的方法坐标原点应选小球在斜槽末端时的_______

A.球心    B.球的上端    C.球的下端

在此实验中下列说法正确的是________(多选).

A.斜槽轨道必须光滑

B.记录的点应适当多一些

C.用光滑曲线把所有的点连接起来

D.y轴的方向根据重垂线确定

(2)图是利用图1装置拍摄小球做平抛运动的频闪照片由照片可以判断实验操作错误的是________

A.释放小球时初速度不为零

B.释放小球的初始位置不同

C.斜槽末端切线不水平

(3)下图是利用稳定的细水柱显示平抛运动轨迹的装置其中正确的是____

 

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一质量为m的小物块沿半径为R的圆弧轨道下滑,滑到最低点时的速度为v,若小物块与轨道间的动摩擦因数为μ,则当小物块滑到最低点时所受到的摩擦力为____________

 

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如图所示,B为竖直圆轨道的左端点,它和圆心O的连线与竖直方向的夹    角为α。一小球在圆轨道左侧的A点以速度v0平抛,恰好沿B点的切线方向进入圆轨道。已知重力加速度为g,则AB之间的水平距离为___________

 

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