如图所示,在光滑的水平面上钉两个钉子A和B,相距20cm.用一根长1m的细绳,一端系一个质量为0.5kg的小球,另一端固定在钉子A上,开始时球与钉子A、B在一直线上,然后使小球以2m/s的速率开始在水平面内做匀速圆周运动.若绳子能承受的最大拉力为4N,那么从开始到绳断所经历的时间是多少?
3.768s
【解析】小球绕钉子做匀速圆周运动:
有
因为绳子承受的最大拉力为4N,
又因为绳子的拉力与小球的速度时刻垂直,所以小球的线速度大小不变
所以当 绳断时
代入数据,解得
设小球能转n个半圈
解得 取n=3
则从开始到绳断经历时间
思路分析:根据圆周运动公式:求出绳子断开时小球的半径,利用题意每转半周半径减小0.2m,
求出小球转的圈数,关键是绳子的拉力不做功,所以小球线速度大小不变,这是解题的关键所在。总时间等于三个半周时间之和
。
试题点评:本题考查匀速圆周运动半径变化的实例,重点考查学生的分析能力,是否能够分析出细绳对小球不做功,要求学生要细心、耐心的学习态度。
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(09年广大附中模拟) 如图所示,在光滑的水平板的中央有一光滑的小孔,用不可伸长的轻绳穿过小孔,绳的两端分别挂上小球C和物体B,在B的下端再挂一重物A,现使小球C在水平板上以小孔为圆心做匀速圆周运动,稳定时圆周运动的半径为R,现剪断连接A、B的绳子,稳定后,小球以另一半径在水平面上做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A.小球运动半周,剪断连接A、B的绳子前受到的冲量大些
B.剪断连接A、B的绳子后,B、C的机械能增加
C.剪断连接A、B的绳子后,C的机械能不变
D.剪断连接A、B的绳子后,A、B、C的总机械能不变(A未落地前)
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科目:高中物理 来源:2009-2010学年湖北省武汉市六校高三(上)第一次联考物理试卷(解析版) 题型:选择题
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