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题型: 多选题
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多选题

如图所示,M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块,abcd为半径是R的光滑圆弧形轨道,a为轨道的最高点,地面水平且有一定长度.今将质量为m的小球在d点的正上方高为h处由静止释放,让其自由下落到d处切入轨道内运动,不计空气阻力,则(  )

A只要h大于R,释放后小球就能通过a点

B只要改变h的大小,就能使小球通过a点后,既可能落回轨道内,又可能落到de面上

C无论怎样改变h的大小,都不可能使小球通过a点后落回轨道内

D调节h的大小,可以使小球飞出de面之外(即e的右侧)

正确答案

C,D

解析

解:A、小球恰能通过a点的条件是小球的重力提供向心力,

根据牛顿第二定律:mg=

解得:v=

根据动能定理:mg(h-R)=mv2

得:h=R

若要释放后小球就能通过a点,则需满足h≥R,故A错误;

小球离开a点时做平抛运动,用平抛运动的规律,

水平方向的匀速直线运动:x=vt

竖直方向的自由落体运动:R=gt2

解得:x=R>R,故无论怎样改变h的大小,都不可能使小球通过a点后落回轨道内,小球将通过a点不可能到达d点.只要改变h的大小,就能改变小球到达a点的速度,就有可能使小球通过a点后,落在de之间.故B错误,CD正确.

故选:CD.

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题型: 多选题
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多选题

一轻杆一端固定质量为m的小球,以另一端O为圆心,使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动,如图所示,则下列说法错误的是(  )

A小球过最高点时,杆所受到的弹力可以等于零

B小球过最高点的最小速度是零

C小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度增大而增大

D小球过最高点时,杆对球的作用力一定随速度增大而减小

正确答案

C,D

解析

解:A、当小球在最高点恰好只有重力作为它的向心力的时候,此时球与杆没有作用力,所以A正确.

B、轻杆带着物体做圆周运动,杆可以提供沿杆背向圆心的力,只要物体能够到达最高点就可以做完整的圆周运动,所以速度可以为零,所以B正确.

C、小球在最高点时,如果速度由零增加到,则此时重力和杆的支持力提供向心力有:mg-F=m,可知随着速度的增加,F会变小,选项C错误.

D、小球在最高点时,如果速度由继续增加,则此时重力和杆的拉力提供向心力有:mg+T=m,可知随着速度的增加,T会变大,选项D错误.

本题选错误的,故选:CD

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题型:简答题
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简答题

如图所示,轻绳长为L=1m一端系一个质量m=1kg小球,另一端固定于O点,使悬线拉紧与竖直方向成一角度,然后由静止释放小球,小球到达最低点时速度为1m/s,g取10m/s2.求在最低点绳对小球的拉力.

正确答案

解:小球经过最低点时,由重力与绳子拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:

  T-mg=m

得,T=m(g+)=1×(10+)N=11N

答:在最低点绳对小球的拉力为11N.

解析

解:小球经过最低点时,由重力与绳子拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律得:

  T-mg=m

得,T=m(g+)=1×(10+)N=11N

答:在最低点绳对小球的拉力为11N.

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题型:简答题
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简答题

A、B两球质量分别为0.1kg和0.4kg,用一劲度系数为K=640N/m的弹簧相连,一长为L1=40cm的细线与A相连,置于水平光滑桌面,细线的另一端拴在竖直轴OO′上,如图所示,当A与B均以n=120r/min的转速绕OO′做匀速圆周运动时,此时弹簧的长度为L2=60cm.

求:(π2≈10)

(1)此时弹簧伸长量多大?

(2)绳子张力多大?

正确答案

解:(1)对B球有:

F=m2(l1+l2)ω 2

又根据胡克定律得:

F=kx

所以弹簧的形变量:

x====0.1m=10cm;

(2)对A球有:T-F=m1l1ω2

解得:

T=[m2l2+(m1+m2)l12=[0.4×0.6+(0.1+0.4)×0.4]×(2π×2)2=80N

答:(1)弹簧的形变量为10cm;

(2)绳子张力为80N.

解析

解:(1)对B球有:

F=m2(l1+l2)ω 2

又根据胡克定律得:

F=kx

所以弹簧的形变量:

x====0.1m=10cm;

(2)对A球有:T-F=m1l1ω2

解得:

T=[m2l2+(m1+m2)l12=[0.4×0.6+(0.1+0.4)×0.4]×(2π×2)2=80N

答:(1)弹簧的形变量为10cm;

(2)绳子张力为80N.

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题型: 单选题
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单选题

一轻绳系住一质量为m的小球悬挂在O点,在最低点现给小球一水平初速度,小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动,若在水平半径OP的中点A处钉一枚光滑的钉子,仍在最低点给小球同样的初速度,则小球向上通过后P点后将绕A点做圆周运动,则到达最高点N时,绳子的拉力大小为(  )

A0

B3mg

C2mg

D4mg

正确答案

B

解析

解:小球恰能在竖直平面内绕O点做圆周运动,在最高点由重力提供向心力,则有

mg=m

解得:v=

根据机械能守恒,在最高点N的速度为v′,

则:

根据向心力公式:T+mg=

联立得:T=3mg

故选:B

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