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11.如图所示,一长为2L的轻杆中央有一光滑的小孔O,两端各固定质量分别为m和2m的两小球,光滑的铁钉穿过小孔垂直钉在竖直的墙壁上,将轻杆由水平位置静止释放,转到竖直位置,在转动的过程中,忽略空气的阻力.下列说法正确的是(  )
A.在竖直位置两球的速度大小均为2gL
B.杆竖直位置时对m球的作用力向上,大小为13mg
C.杆竖直位置时铁钉对杆的作用力向上,大小为113mg
D.由于忽略一切摩擦阻力,根据机械能守恒,杆一定能绕铁钉做完整的圆周运动

分析 两球组成的系统在转动过程中,只有重力做功,其机械能守恒,即可知两球机械能变化的关系,及总重力势能的减少与总动能增加的关系.转动到竖直位置时,两球的速度大小相等,运用机械能守恒定律求出此两球的速度大小.由机械能守恒分析,两球是否能做完整的圆周运动.

解答 解:A、设转到竖直位置时两球的速度大小为v,则由机械能守恒定律有
2mgL-mgL=12mv2+12×2mv2,解得,v=23gL.故A错误.
B、在最高点,对m受力分析,根据牛顿第二定律可知mgFN=mv2L,解得FN=13mg,方向向上,故B正确;
C、对2m物体受力分析可知F2mg=2mv2L,解得F=103mg对铁钉受力分析可知,F=FN+F=113mg,方向向上,故C正确;
D、由机械能守恒定律分析得知,当系统顺时针转到水平位置时速度为零,然后再逆时针转动,不可能做完整的圆周运动.故D错误.
故选:BC

点评 本题是轻杆连接的连接体问题,属于系统机械能守恒的类型,由机械能守恒定律分析两个物体机械能变化关系和动能与势能变化关系

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

12.如图所示,在水平路面上一运动员驾驶摩擦车跨越壕沟,壕沟两侧的高度差为 0.8m,水平距离为8m,则 (取 g=10m/s2)(  )
A.运动员跨过壕沟的时间约为 0.4s
B.运动员跨过壕沟的时间约为 0.3s
C.运动员跨过壕沟的初速度至少为 10m/s
D.运动员跨过壕沟的初速度至少为 20m/s

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

2.如图所示间距为L、光滑足够长的金属导轨(导轨电阻不计)所在斜面倾角为α;两根质量均为m、电阻均为R的金属棒CD、PQ水平且与导轨垂直地放在导轨上;CD棒两端与劲度系数为k的两相同轻质绝缘弹簧相连,两弹簧平行于斜面且另一端与固定墙面相连;整个装置处在垂直斜面向上的匀强磁场中,磁感强度为B.开始时金属棒CD静止,PQ在外力作用下也静止;现用一恒力沿斜面向上拉金属棒PQ沿斜面向上加速,当金属棒PQ达到稳定时弹簧的形变量与开始时相同.已知金属棒PQ开始运动到稳定的过程中CD可视为缓慢移动,且通过CD棒的电量为q=BLmgsinαkR
求此过程中:
(I)CD棒移动的距离:
(2)PQ棒移动的距离;
(3)回路产生的总电热.

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

19.木块A和B紧靠着放在光滑的水平面上,质量分别为mA=0.5kg,mB=0.3kg,它们的上表面粗糙且与C之间的摩擦因数均为0.8;mC=0.1kg的滑块C(可视为质点),以vC=13m/s的速度恰好水平地滑到A的上表面,如图所示,由于摩擦,滑块最后停在木块B的正中点(A和B的长度相同),B和C的共同速度为v=2.0m/s,求:
(1)木块A的最终速度vA
(2)滑块C离开A时的速度vC
(3)A的长度.

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

6.质量为m的苹果,从离地面H高的树上由静止开始落下,树下有一深度为h的坑.若以地面为零势能参考平面,则苹果落到地面时机械能为mgH.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

16.如图所示,在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h的海平面上.若以地面为零势能面,且不计空气阻力,则(  )
A.物体到海平面时的势能为mgh
B.重力势能增加了mgh
C.物体到海平面时的机械能为12mv02+mgh
D.物体到海平面时的动能为12mv02+mgh

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

3.汽车从甲地运动到100km以外的乙地,问:
(1)汽车先从静止开始做匀加速直线运动,其10s后达到速度72km/h,则其在此过程中的加速度是多少?
(2)汽车加速到72km/h后,保持匀速行驶,某时刻发现汽车有故障,用了20s刹车,假设刹车过程中,汽车做匀变速直线运动,求汽车刹车过程的加速度大小?
(3)汽车运动过程如下,加速10s后,匀速走了1小时,发现有故障后用20s刹车,然后修车用了20min,然后再行驶30min到达乙地,求汽车全程的平均速度.

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

20.以下有关物理学概念或物理学史说法正确的有(  )
A.“地心学说”代表人物是哥白尼
B.行星绕恒星运动轨道为圆形,则它运动的周期三次方与轨道半径的平方之比k为常数
C.匀速圆周运动是速度大小不变的匀变速曲线运动,速度方向始终为运动轨迹该点的切线方向
D.牛顿发现的万有引力定律,卡文迪许用实验方法测出万有引力恒量的数值,从而使万有引力定律有了真正的实用价值

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

1.一个竖立着的轻弹簧,支撑着倒立的薄壁气缸(导热性能良好)的活塞使气缸静止,如图所示,此时环境温度为T0(单位K),封闭气柱的长度L1=30cm,气缸口未着地,当环境温度缓慢降为56T0时,气缸正好着地,但与地面之间无压力,假设活塞与气缸壁之间无摩擦且不漏气,已知气缸质量M=10kg,活塞质量m=4kg,轻弹簧原长为27cm,活塞的横截面积S=2×10-3m2,大气压强p0=1×105Pa,当地重力加速度g=10m/s2,求:
①环境温度为T0时气缸口离地高度h;
②当环境温度缓慢降为825T0时,弹簧恰好恢复原长,求弹簧的劲度系数.

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同步练习册答案
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