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如图所示,细绳长为L,吊一个质量为m的铁球(可视作质点),球离地的高度h=2L,当绳受到大小为2mg的拉力时就会断裂.绳的上端系一质量不计的环,环套在光滑水平杆上,现让环与球一起以速度v=
gL
向右运动,在A处环被挡住而立即停止,A离墙的水平距离也为L.求在以后的运动过程中,球第一次碰撞点离墙角B点的距离是多少?
环被A挡住的瞬间FT-mg=m
υ2
L

解得F=2mg,故绳断,
之后小球做平抛运动;
设小球直接落地,则h=
1
2
gt2
,球的水平位移x=υt=2L>L,所以小球先与墙壁碰撞;
球平抛运动到墙的时间为t′,则t′=
L
υ
=
L
g
,小球下落高度h′=
1
2
gt2=
L
2

碰撞点距B的距离H=2L-
L
2
=
3
2
L

答:球第一次碰撞点离墙角B点的距离是
3
2
L
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,长为L=0.5m的轻杆OA绕O点在竖直平面内做匀速圆周运动,A端连着一个质量为m=2kg的小球,取g=10m/s2
(1)如果小球的速度为3m/s,求在最低点时杆对小球的拉力为多大?
(2)如果在最高点杆对小球的支持力为4N,求杆旋转的角速度为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆,O为悬点,O′为O在水平地面上的投影,已知绳长为a,绳与竖直方向夹角为θ=60°,OO′间距离为
3
2
a
,某时刻绳被剪断,小球将落到P点,求:
(1)小球做圆周运动的速度v;
(2)P到O′的距离l.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,半径为r的圆筒绕其竖直中心轴O1O2以角速度ω匀速转动,质量为m的小物块(可视为质点)在圆筒的内壁上相对圆筒静止,小物块受到静摩擦力大小为f,弹力大小为N,则(  )
A.N=0f=mgB.N=mgf=0
C.N=mgf=nω2rD.N=mω2rf=mg

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

下列四幅图是我们生活中常见的曲线运动,对其描述正确的是 (  )
A.图甲中小球在水平面内匀速圆周运动,小球所受重力和拉力的合力提供向心力
B.图乙中汽车以一定速度安全通过桥顶时,桥受到车的压力一定大于汽车的重力
C.图丙中火车转弯时速度不能太大
D.图丁汽车在平坦公路上转弯时,汽车受到路面支持力和重力的合力提供向心力

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

轻绳的一端系一小球,在竖直平面内做圆周运动,半径为L,如果小球在通过圆周最低点时绳的拉力恰好等于小球重力的7倍,那么球在通过圆周最高点的速度大小等于(  )
A.
gL
B.
2gL
C.
4gL
D.
5gL

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在学习过圆周运动之后,紫珠同学对公园里匀速转动的摩天轮提出了一些猜想,你认为其中正确的是(  )
A.乘客在乘坐过程中的线速度保持不变
B.每个乘客都在做加速度为零的匀速圆周运动
C.每时每刻,每个人受到的合力都不等于零
D.乘客在乘坐过程中对座位的压力始终不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,在光滑的圆锥漏斗的内壁,两个质量相同的小球A和B分别紧贴着漏斗在水平面内做匀速圆周运动,其中小球A在小球B的上方.下列判断正确的是(  )
A.A球的线速度大于B球的线速度
B.A球的角速度小于B球的角速度
C.A球对漏斗壁的压力大于B球对漏斗壁的压力
D.A球的转动周期大于B球的转动周期

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科目:高中物理 来源:不详 题型:多选题

如图所示,轻绳一端固定在O点,另一端固定一质量为m的小球,现在圆周的最低点A点给小球一水平向右的初速度使小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球在运动过程中始终受到一竖直向上的恒力F作用,不计一切阻力.下列说法正确的是(  )
A.若F=mg,则小球做的是匀速圆周运动
B.若F<mg,则小球在最高点B点的最小速度为
(
F
m
-g)R
C.若F<mg,则小球在最高点B点的最小速度为
(g-
F
m
)R
D.若F>mg,则小球在最高点B点的最小速度为
(g-
F
m
)R

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