练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网如图所示，一个质量为m的小孩在平台上以加速度a做匀加速助跑，目的是抓住在平台右端的、上端固定的、长度为L的轻质悬绳，并在竖直面内做圆周运动．已知轻质绳的下端与小孩的重心在同一高度，小孩抓住绳的瞬间重心的高度不变，且无能量损失．若小孩能完成圆周运动，则：
    （1）小孩抓住绳的瞬间对悬线的拉力至少为多大？
    （2）小孩的最小助跑位移多大？
    （3）设小孩在加速过程中，脚与地面不打滑，求地面对脚的摩擦力大小以及摩擦力对小孩所做的功．
    分析：（1）小孩能完成竖直面内的圆周运动，则在最高点最小的向心力等于小孩所受的重力，在最高点和最低点根据牛顿第二定律列式，小孩在竖直面内做圆周运动，机械能守恒，依据机械能守恒定律列式，联立方程即可求解；
    （2）小孩在水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据运动学基本公式即可求解；
    （3）由牛顿运动定律可求摩擦力大小，小孩在加速过程中，脚与地面不打滑，地面对小孩的摩擦力位移为零，所以摩擦力对小孩做功为零．
    解答：解：（1）小孩能完成竖直面内的圆周运动，则在最高点最小的向心力等于小孩所受的重力．设小孩在竖直面内最高点运动的速度为v2，依据牛顿第二定律小孩在最高点有：mg=m
    v22
    L

    设小孩在最低点运动的速度为v1，小孩抓住悬线时悬线对小孩的拉力至少为F，
    依据牛顿第二定律小孩在最低点有：F-mg=m
    v12
    L

    小孩在竖直面内做圆周运动，依据机械能守恒定律可得，
    1
    2
    mv22+2mgL=
    1
    2
    mv12
    联立以上三式解得：F=6mg，v12=5gL．
    依据牛顿第三定律可知，小孩对悬线的拉力至少为6mg．
    （2）小孩在水平面上做初速度为零的匀加速直线运动，根据题意，小孩运动的加速度为a，末速度为v1，根据匀变速直线运动规律，v12=2ax
    解得：x=
    v
    2
    1
    2a
    =
    5gL
    2a

    （3）由牛顿运动定律可知摩擦力大小f=ma 
    由于地面对小孩的摩擦力位移为零，所以摩擦力对小孩做功为零．
    答：（1）小孩抓住绳的瞬间对悬线的拉力至少为6mg；
    （2）小孩的最小助跑位移为
    5gL
    2a
    ；
    （3）地面对脚的摩擦力大小为ma，摩擦力对小孩所做的功为零．
    点评：本题主要考查了牛顿第二定律、机械能守恒定律以及运动学基本公式的直接应用，要求同学们能正确分析小孩的运动过程及受力情况，难度适中．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，一个质量为M的人站在台秤上，用跨过定滑轮的绳子，将质量为m的物体自高处放下，当物体以a加速下降（a＜g）时，台秤的读数为（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示．一个质量为m=10kg的物体，由1/4圆弧轨道上端从静止开始下滑，到达底端时的速度v=2.5m/s，然后沿水平面向右滑动1.0m的距离而停止．已知轨道半径R=0.4m，g=10m/s2，求：
    ①物体滑至轨道底端时对轨道的压力是多大；
    ②物体沿轨道下滑过程中克服摩擦力做了多少功；
    ③物体与水平面间的动摩擦因数μ？

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示，一个质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉恒力F的作用下，从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点，则水平力F所做的功为（　　）

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2007?湖北模拟）如图所示，一个质量为m的小球被AO、BO两根细绳系住，BO绳为水平状态，AO绳与竖直方向的夹角为θ，此时AO绳对小球的拉力大小为T1．烧断BO绳后，小球摆动，当小球再次摆回到图中位置时AO绳对小球的拉力大小为T2．求：
    （1）T1与T2的比值．
    （2）烧断BO绳后，小球通过最低点时，AO绳对小球的拉力大小T3．

    查看答案和解析>>

    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，一个质量为m，电荷量为q的带负电的粒子（重力不计），以初速度v由狭缝S1，垂直进入电场强度为E的匀强电场中．
    （1）为了使此粒子不改变方向从狭缝S2穿出，则必须在匀强电场区域加入匀强磁场，求匀强磁场B1的大小和方向．
    （2）带电粒子从S2穿出后垂直边界进入一个矩形区域，该区域存在垂直纸面向里的匀强磁场，粒子运动轨迹如图所示，若射入点与射出点间的距离为L，求该区域的磁感应强度B2的大小．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案