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如图所示,质量为m的b球用长h的细绳悬挂于水平轨道BC的出口C处.质量也为m的小球a,从距BC高h的A处由静止释放,沿ABC光滑轨道滑下,在C处与b球正碰并与b粘在一起.已知BC轨道距地面有一定的高度,悬挂b球的细绳能承受的最大拉力为2.8mg.试问:

(1)a与b球碰前瞬间,a球的速度多大?
(2)a、b两球碰后,细绳是否会断裂?(要求通过计算回答)

 ②会断裂

解析试题分析:①设a球经C点时速度为vC,则由机械能守恒得mgh=mv
解得vC,即a与b碰前的速度为
②设a、b球碰后的共同速度为v,由动量守恒定律得
mvC=(m+m)v
故v=vC
两球被细绳悬挂绕O摆动时,若细绳拉力为FT,则由牛顿第二定律得
FT-2mg=2m
解得FT=3mg
因为FT>FTm=2.8mg,所以细绳会断裂
考点:本题考查了机械能守恒定律、动量守恒定律和牛顿第二定律。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(12分)如图所示,倾角为45°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相接,O为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直平面内,A、C两点等高。质量m=1kg的滑块(可视为质点)从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点,g取10m/s2

(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)若使滑块能到达C点,求滑块至少从离地多高处由静止开始下滑;
(3)若滑块离开C处后恰能垂直打在斜面上,求滑块经过C点时对轨道的压力。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

长L=0.5 m、质量可忽略的杆,其一端固定于O点,另一端连有质量m=2 kg的小球,它绕O点在竖直平面内做圆周运动.当通过最高点时,如图所示,求下列情况下,杆受到的力(计算出大小,并说明是拉力还是压力,g取10 m/s2):

(1)当v=1 m/s时,杆受到的力多大,是什么力?
(2)当v=4 m/s时,杆受到的力多大,是什么力?

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

如图所示,x轴与水平传送带重合,坐标原点O在传送带的左端,传送带长L=8m,传送带右端Q点和竖直光滑圆轨道的圆心在同一竖直线上,皮带匀速运动的速度v0=5m/s。一质量m=1kg的小物块轻轻放在传送带上xP=2m的P点,小物块随传送带运动到Q点后恰好能冲上光滑圆弧轨道的最高点N点。小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度g=10 m/s2。求:

(1)N点的纵坐标;
(2)从P点到Q点,小物块在传送带上运动系统产生的热量;
(3)若将小物块轻放在传送带上的某些位置,小物块均能沿光滑圆弧轨道运动(小物块始终在圆弧轨道运动不脱轨)到达纵坐标yM=0.25m的M点,求这些位置的横坐标范围。

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(16分) 如图所示为摩托车特技比赛用的部分赛道,由一段倾斜坡道AB与竖直圆形轨道BCD衔接而成,衔接处平滑过渡且长度不计.已知坡道的倾角θ=11.5°,圆形轨道的半径R=10 m,摩托车及选手的总质量m=250 kg,摩托车在坡道行驶时所受阻力为其重力的0.1倍.摩托车从坡道上的A点由静止开始向下行驶,A与圆形轨道最低点B之间的竖直距离h=5 m,发动机在斜坡上产生的牵引力F=2750 N,到达B点后摩托车关闭发动机.已知sin11.5°=,g取10 m/s2,求:

(1) 摩托车在AB坡道上运动的加速度;
(2) 摩托车运动到圆轨道最低点时对轨道的压力;
(3) 若运动到C点时恰好不脱离轨道,求摩托车在BC之间克服摩擦力做的功.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

(8分)长为L的绳一端系于O点,另一端系一质量为3m的小球,如图所示,质量为m的子弹水平射入小球并留在其内,小球恰好能过最高处(O点上方L处),求子弹的初速度.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

在水平面上放置一倾角为θ的斜面体A,质量为M,与水平面间动摩擦因数为μ1,在其斜面上静放一质量为m的物块B,A、B间动摩擦因数为μ2(已知μ2>tanθ),如图所示。现将一水平向左的力F作用在斜面体A上, F的数值由零逐渐增加,当A、B将要发生相对滑动时,F不再改变,设滑动摩擦力等于最大静摩擦力。求:

(1)B所受摩擦力的最大值;
(2)水平力F的最大值;
(3)定性画出整个过程中AB的速度随时间变化的图象。

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

某小组“验证牛顿第二定律”的实验装置如下图,长木板固定在水平桌面上,一端装有定滑轮;木板上有一滑块,其一端与电磁打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接。
(1)该小组研究加速度和拉力关系时,得到的图象将会是图     

(2)下图给出的是实验中获取的一条纸带的一部分:1、2、3、4、5、6、7是计数点每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。根据图中数据计算的加速度a=      m/s2(保留三位有效数字)。

(3)某同学在研究加速度和质量关系时,记录下如下数据,请在下面的坐标纸中选择合理的坐标,描出相关图线,并可以由图线可以得到实验结论:            

次数
1
2
3
4
5
质量m/g
200
300
400
500
600
加速度a/m˙s-2
1.00
0.67
0.50
0.40
0.33

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科目:高中物理 来源: 题型:单选题

关于作用力与反作用力,下列说法错误的是(   )

A.作用力和反作用力可以是接触力,也可以是非接触力 
B.作用力和反作用力等大反向且合力为零 
C.作用力和反作用力,是同种性质的力且同时产生、同时消失 
D.作用力和反作用力作用在不同物体上,可产生不同的作用效果 

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