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风洞实验室中可产生大小、方向可调节的风力.用长为l的细线拴一小球将其放入风洞实验室,调节风力方向为水平向右,如图所示.当小球静止在A点时,悬线与竖直方向夹角为α.试求:
(1)水平风力的大小;
(2)若将小球从竖直位置由静止释放,当悬线与竖直方向成多大角度时,小球的速度最大?最大速度是多少?
(1)对小球受力分析,受重力、拉力和风力,如图所示:

根据共点力平衡条件,有:
F=mgtanα ①
(2)由于风力恒定,故摆到平衡点时速度最大,此时悬线与竖直方向夹角为α;
对加速过程采用动能定理列式,有:
Flsinα-mg(l-lcosα)=
1
2
mv2
-0 ②
联立①②解得:
v=
2gltanαsinα-2gl(1-cosα)

答:(1)水平风力的大小为mgtanα;
(2)若将小球从竖直位置由静止释放,当悬线与竖直方向成α角时,小球的速度最大;最大速度是
2gltanαsinα-2gl(1-cosα)
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

一块直木板可绕过O点的水平轴在竖直平面内转动,木板上放有一小木块,木板右端受到竖直向上的作用力F,从图中位置A缓慢转动到位置B.小木块相对木板不会发生滑动,则在此过程中(  )
A.小木块所受的摩擦力先减小后增大
B.小木块所受的支持力先减小后增大
C.小木块所受的摩擦力对小木块始终不做功
D.小木块所受的支持力对小木块始终不做功

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图,轻绳OA一端系在天花板上,与竖直线夹角37°,轻绳OB水平,一端系在墙上,O点处挂一重为40N的物体.(sin37°=0.6cos37°=0.8,三绳能承受的最大拉力相同)(  )
A.绳BO对O点的拉力为30N
B.AO、BO两绳对O点的拉力的合力方向向右上方
C.若调整绳BO的长度,使结点B上移,同时保证O点
位置不变,则AO、BO两绳对O点的拉力的合力将变大
D.若调整物体的重力使其慢慢增大,最先断的绳子是AO

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一斜面ABCD倾角为α=30°,斜面上放置一物块,开始处于静止,现对物块施加一平行于斜面顶边AB的水平推力F,物块恰好可以在斜面上做匀速直线运动,测得它运动的路径EF跟斜面顶边AB间的夹角为β=60°,则物块与斜面间的动摩擦因数为(  )
A.
2
3
B.
1
3
C.
2
3
D.
3
3

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,人重300N,物体重200N,斜面粗糙,当人用100N的力竖直向下拉绳子时,物体仍处于静止状态,求①人对地面的压力;②物体对斜面的压力;③物体对斜面的摩擦力.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图,粗糙斜面固定于水平面,滑块A、B叠放后一起,滑块A受到沿斜面向上的力F的作用沿斜面做匀速直线运动,且滑块A、B始终保持相对静止,A上表面水平.则滑块A、B在斜面上运动时,B受力的示意图为(  )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

小明比小刚的力气大,小刚不服气.两人决定站在地面上通过定滑轮拉绳子比谁的力气大.比赛过程中出现如图所示的情形,此时两人都处于静止状态.已知小明的质量为45kg,小刚的质量为50kg.若不计绳的重力和绳与滑轮间的摩擦力,则下列说法正确的是(g取10m/s2)(  )
A.站在地面上的人一定是小明
B.站在地面上的人对地面的压力为500N
C.绳的拉力为50N
D.绳的拉力为450N

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,一根不可伸长的轻质细绳固定在同一高度的A、B两点,中间悬挂一轻质光滑滑轮,滑轮下端挂一质量为m的重物,平衡时细绳之间的夹角为θ,现把B点水平右移到C点,达到新的平衡,则细绳右端固定在C点与B点相比,下列说法中正确的是(  )
A.细绳的弹力变大B.重物所受的合力变大
C.细绳对滑轮的合力变大D.细绳之间的夹角θ变大

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在倾角为α的斜面上,一质量为m的小球被竖直的木板挡住,不计一切摩擦,则小球对斜面的压力为(  )
A.mgcosaB.mgtgaC.
mg
cosa
D.
mg
sina

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