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17.如图所示,A、B分别为单摆做简谐运动时摆球的不同位置.其中,位置A为摆球摆动的最大位置,虚线为过悬点的竖直线.A位置与竖直方向的夹角为θ,摆长为L.则摆动过程中的最大回复力和最大速度分别为多少?(设摆球质量为m)

分析 根据平行四边形定则分解重力,得出回复力的大小,单摆在摆动过程中的运动规律,动能、势能的变化.根据总机械能守恒可以得出最大速度.

解答 解:在A点时回复力最大为重力垂直于绳方向上的分力,大小为:F=mg•sinθ,
在最低点时速度最大设为v,则有:mgL(1-cosθ)=$\frac{1}{2}$mv2
解得:v=$\sqrt{2gL(1-cosθ)}$.
答:摆动过程中的最大回复力为mgsinθ,最大速度为$\sqrt{2gL(1-cosθ)}$.

点评 解决本题的关键掌握单摆的周期公式,并能灵活运用;知道回复力的来源;会分析线中的拉力变化.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

2.小明和小军把相同的物品搬上楼,每层楼高相等.小明将物品从一楼搬到四楼用时30s,克服物品重力做功W1,功率P1,物品增加的重力势能EP1;小军将物品从一楼搬到五楼用时40s,克服物品重力做功W2,功率P2,则:W1=Ep1,W1<W2,P1=P2.(均选填“>”、”<”或“=”)

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

3.在水平桌面上,用弹簧测力计沿水平方向拉重量为10N的木块,但未拉动.已知弹簧测力计的示数为2N,则木块受到的摩擦力大小为(  )
A.12NB.10NC.8ND.2N

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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

5.多用电表在科研和生活中有着广泛的用途,例如探测黑箱内的电学元件,如图甲所示是黑箱上的三个接线柱,两个接线柱之间最多只能接一个元件,黑箱内所接的元件不超过两个,某实验小组进行了以下操作步骤:
①用直流电压挡测量,A、B、C三点间均无电压;
②改用欧姆挡测量,A、C间正反接阻值不变;
③用欧姆挡测量,黑表笔接A、红表笔接B时测得的阻值较小,反接时测得的阻值较大;
④用欧姆挡测量,黑表笔接C、红表笔接B测得阻值比黑表笔接A、红表笔接B时测得的阻值大.

(1)上述第①步操作中说明了:黑箱内的电学元件中没有电源;
(2)多用电表调至欧姆挡,在正式测量电阻前需要进行的实验操作是:欧姆调零;
(3)该小组选择了“×100”挡正确操作后,第②步实验操作测得的示数如图乙所示,则阻值为2200Ω;
(4)请在图甲中画出黑箱内的元件及正确的接法;
(5)该实验小组选择了多用电表的某个功能挡和电阻箱来测量电源的电动势和内电阻,作出R-$\frac{1}{x}$图象如图丙所示(图中单位均采用国际单位制中单位),则该电源的电动势E=1.5V,内阻r=2.5Ω,实验中测量的电动势小于(选填“大于”、“等于”或“小于”)电源真实的电动势.

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

12.下列属于离心现象应用的是(  )
A.离心沉淀器B.标枪运动员掷出的标枪
C.转动伞柄可将雨伞上的水甩出D.家用洗衣机的甩干筒用于干燥衣物

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

2.如图所示为汽车比赛的水平环形赛道,圆心为O,内外环赛道半径分别为r1和r2,某汽车沿两环形赛道行驶时,路面对汽车轮胎的最大静摩擦力相同,当汽车分别沿内环和外环赛道以不打滑的最大速率绕赛道一圈,所需要时间分别为t1和t2,则(  )
A.t1:t2=1:1B.t1:t2=r1:r2C.t1:t2=r2:r1D.t1:t2=$\sqrt{{r}_{1}}$:$\sqrt{{r}_{2}}$

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科目:高中物理 来源: 题型:计算题

9.如图,两个壁厚可忽略的导热良好的圆柱形金属筒A和B套在一起,底部到顶部的高度为h=12cm,两者横截面积相等,光滑接触且不漏气.现将B放在水平地面上,用竖直向上的力拉着金属筒A,使它们内部密封的气体压强与外界大气压相同,均为1.0×105Pa,然后缓慢减小对A的竖直拉力,直到拉力为0,发现A缓慢下沉,当A下沉了2cm时,停止下沉并处于静止状态.求:
(ⅰ)此时金属筒内气体的压强.
(ⅱ)若当时的温度为27℃,欲使下沉后的套筒恢复到原来位置,应将气体的温度变为多少摄氏度?

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

6.如图所示,靶盘竖直放置,A、O两点等高且相距4m,将质量为20g的飞镖从A点沿AO方向抛出,经0.2s落在靶心正下方的B点.不计空气阻力,重力加速度取g=10m/s2,则飞镖从A点抛出时的速度是20m/s;飞镖落点B与靶心O的距离是0.2m.

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科目:高中物理 来源: 题型:填空题

7.在“探究导体的电阻与其影响因素的关系”实验中,某同学测量金属丝直径时,螺旋测微器示数如图所示,读数是0.639mm,若要测量该金属丝的电阻率,还需要用到的测量仪器有毫米刻度尺、电流表和电压表.

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