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题型: 单选题
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单选题

如图所示,质量为m的小球在竖直面内的光滑圆形轨道内侧做圆周运动,通过最高点且刚好不脱离轨道时的速度为v,则当小球通过与圆心等高的A点时,对轨道内侧的压力大小为(  )

Amg

B2mg

C3mg

D5mg

正确答案

C

解析

解:设轨道半径为R.

   小球通过最高点时,有mg=m

   小球由最高点到A点的过程,根据机械能守恒定律得

    mgR+mv2=m

由①②联立得

设小球在A点时,轨道对小球的弹力为F

则F=m=3mg

又牛顿第三定律得小球在A点时,轨道内侧的压力大小为3mg.

故选C

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题型: 单选题
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单选题

一长度为L=0.50m的轻质细杆OA,一端通过水平光滑固定的轴套在O点,另一端A连接一质量为m=3.0kg的小球,如图所示,小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速率是2.0m/s,g取10m/s2,则此时细杆OA受到(  )

A6.0N的拉力

B6.0N的压力

C24N的拉力

D24N的压力

正确答案

B

解析

解:在最高点,设细杆对小球的作用力大小为F,方向向上.

根据牛顿第二定律得:mg-F=m

解得:F=mg-m=30-3×=6N,可知杆对小球表现为支持力,则细杆OA受的是6N向下的压力.

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,水平转盘可绕竖直中心轴转动,盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块,B物块用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连,两个物块和传感器的大小均可不计.细线能承受的最大拉力为8N.A、B间的动摩擦因数为0.4,B与 转盘间的动摩擦因数为0.1,且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.转盘静止时,细线刚好伸直,传感器的读数为零.当转盘以不同的角速度匀速转动时,传感器上就会显示相应的读数F.试通过计算在坐标系中作出F-ω2图象(作在答题卡上).g取10m/s2.

正确答案

解:对AB整体分析,当绳子刚有拉力时,根据牛顿第二定律得:

当B物体与将发生滑动时的角速度为:

则:T=0,ω∈[0,2];

当A物体所受的摩擦力大于最大静摩擦力时,A将要脱离B物体,此时的角速度由:得:

则:(ω∈[2,4])

此时绳子的张力为:T=2mω2r-μ12mg=2×16×0.25-2=6N<8N,故绳子末断

接下来随角速度的增大,B脱离A物体.

只有A物体作匀速圆周运动,当拉力最大时的角速度为ω3,根据牛顿第二定律得:

则:

则当角速度为:ω2

即绳子产生了拉力.

则:,ω∈[4,6].

则坐标系中作出 F-ω2图象如图所示.

答:坐标系中作出 F-ω2图象如图所示.

解析

解:对AB整体分析,当绳子刚有拉力时,根据牛顿第二定律得:

当B物体与将发生滑动时的角速度为:

则:T=0,ω∈[0,2];

当A物体所受的摩擦力大于最大静摩擦力时,A将要脱离B物体,此时的角速度由:得:

则:(ω∈[2,4])

此时绳子的张力为:T=2mω2r-μ12mg=2×16×0.25-2=6N<8N,故绳子末断

接下来随角速度的增大,B脱离A物体.

只有A物体作匀速圆周运动,当拉力最大时的角速度为ω3,根据牛顿第二定律得:

则:

则当角速度为:ω2

即绳子产生了拉力.

则:,ω∈[4,6].

则坐标系中作出 F-ω2图象如图所示.

答:坐标系中作出 F-ω2图象如图所示.

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题型: 多选题
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多选题

将一个电动传感器接到计算机上,就可以测量快速变化的力,用这种方法测得的某单摆摆动时悬线上拉力的大小随时间变化的曲线如图所示.某同学由此图象提供的信息作出的下列判断中,正确的是(  )

At=0.2s时摆球正经过最低点

Bt=1.1s时摆球正经过最低点

C摆球摆动过程中机械能减小

D摆球摆动的周期是T=1.4s

正确答案

A,C

解析

解:

A、B、摆球经过最低点时,拉力最大,由图知在0.2s时,拉力最大,所以此时摆球经过最低点;在t=1.1s时,摆球的拉力最小,不是经过最低点.故A正确,B错误.

C、在最低点,根据牛顿第二定律得:F-mg=,则F=mg+m,在最低点的拉力减小,可知小球的速度减小,机械能减小.故C正确.

D、在一个周期内摆球两次经过最低点,根据图象知周期T=1.2s.故D错误.

故选:AC.

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,半径为R,表面光滑的半圆柱体固定于水平地面,其圆心在O点.位于竖直面内的曲线轨道AB的底端水平,与半圆柱相切于圆柱面顶点B.质量为m的小滑块沿轨道滑至B点时的速度大小为,方向水平向右,滑块在水平地面上的落点为C(图中未画出),不计空气阻力,则(  )

A滑块将沿圆柱体表面始终做圆周运动滑至C点

B滑块将从B点开始作平抛运动到达C点

COC之间的距离为R

DOC之间的距离为R

正确答案

B,C

解析

解:A在最高点B,根据牛顿第二定律有:mg-N=,解得N=0.知小球在最高点B仅受重力,有水平初速度,做平抛运动.故A错误,B正确.

C、根据R=得:t=,则水平位移x=vt=.故C正确,D错误.

故选BC.

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