【题目】光滑平台中心有一个小孔,用细线穿过小孔,两端分别系一个小球A、B,A位于平台上,B置于水平地面上.盘上小球A以速率v=1.2m/s做半径r=30cm的匀速圆周运动.已知小球A、B的质量分别为mA=0.6kg,mB=1.8kg.求:
(1)小球A做圆周运动的角速度ω;
(2)小球B对地面的压力大小FN;
(3)若逐渐增大小球A做圆周运动的速度,要使B球能离开地面,小球A做圆周运动的线速度应满足的条件.
【答案】
(1)解:由角速度与线速度的关系:
答:小球A做圆周运动的角速度是4rad/s;
(2)解:设绳中张力为FT,对小球A有
对小球B有 FT+FN=mBg
代入已知解得:FN=15.12 N
答:小球B对地面的压力大小是15.12N;
(3)解:B小球刚要离开地面时,绳子中张力F'T应满足F'T=mBg
这时对A小球有
代入已知解得:v=3 m/s
所以,要使B小球能离开地面,小球做圆周运动的线速度应大于3 m/s.
答:若逐渐增大小球A做圆周运动的速度,要使B球能离开地面,小球A做圆周运动的线速度应大于3 m/s.
【解析】(1)由公式v=rω求解角速度.(2)对A而言,细绳的拉力提供A所需的向心力,根据F拉=F向=m 结合对B受力分析,根据受力平衡求出细绳的拉力.(3)B物体将要离开地面时,绳子的拉力等于Mg,对A运用牛顿第二定律求解.
【考点精析】本题主要考查了匀速圆周运动和向心力的相关知识点,需要掌握匀速圆周运动线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的,是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动;向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力才能正确解答此题.
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【题目】如图所示,一带正电的点电荷固定于O点,两虚线圆均以O为圆心.两实线分别为带电粒子M和N先后在电场中运动的轨迹,a、b、c、d、e为轨迹和虚线圆的交点,不计重力。下列说法中正确的是 ( )
A. M、N均带负电荷
B. M在b点的速度小于它在a点的速度
C. N在c点的电势能小于它在e点的电势能
D. N在从e点运动到d点的过程中电场力先做正功后做负功
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【题目】如图所示为弹簧弹射装置,在内壁光滑、水平固定的金属管中放有轻弹簧,在其两端各放置一个金属小球1和2(两球直径略小于管径且与弹簧不固连),压缩弹簧并锁定.现解除锁定,则两个小球同时沿同一直线向相反方向弹射.按下述步骤进行实验:
①用天平测出两球质量分别m1、m2;
②用刻度尺测出两管口离地面的高度均为h;
③解除弹簧锁定弹出两球,记录两球在水平地面上的落点P、Q.
回答下列问题:
(1)要测定弹射装置在弹射时所具有的弹性势能,还需测量的物理量有 . (已知重力加速度g)
A.弹簧的压缩量△x;
B.两球落点P、Q到对应管口M、N的水平距离x1、x2;
C.小球直径;
D.两球从管口弹出到落地的时间t1、t2 .
(2)根据测量结果,可得弹性势能的表达式为EP= .
(3)由上述测得的物理量来表示,如果满足关系式 , 那么说明弹射过程中两小球组成的系统动量守恒.
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【题目】如图所示,斜面体放置于粗糙水平地面上,物块A通过跨过光滑定滑轮的轻质细绳与物块B连接,系统处于静止状态,现对B施加一水平力F使B缓慢地运动,使绳子偏离竖直方向一个角度(A与斜面体均保持静止),在此过程中( )
A. 水平力F一定增大
B. 斜面对物块A的摩擦力一定增大
C. 地面对斜面的摩擦力一定增大
D. 地面对斜面的支持力一定不变
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【题目】2017年1月9日,大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数原子核发生核反应的过程中都伴着中微子的产生,例如核裂变、核聚变、β衰变等。下列关于核反应的说法正确的是( )
A. 衰变为,经过3次α衰变,2次β衰变
B. 是α衰变方程, 是β衰变方程
C. 是核裂变方程,也是氢弹的核反应方程
D. 高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子,其核反应方程为
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【题目】如图所示,一圆筒绕其中心轴匀速转动,圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动,相对筒无滑动,物体所受向心力是( )
A.物体的重力
B.筒壁对物体的弹力
C.筒壁对物体的静摩擦力
D.物体所受重力与弹力的合力
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【题目】下列各物体在所经历的过程中,有关内能的说法正确的是( ).
A.在光滑斜面上由静止释放而下滑的物体的内能增加
B.水平飞行并射穿木块的子弹的内能不变
C.迅速、反复弯曲铁丝的弯曲处会变热是由于做功而使物体内能增加
D.用酒精灯将烧杯中的水加热的过程是通过做功改变水的内能
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【题目】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,采用如图所示的装置.下列说法中正确的是
A. 垫高长木板一端,调节倾角,直到小车在托盘和砝码的拉动下做匀速直线运动,以平衡小车运动中受到的摩擦力
B. 在探究加速度与外力的关系时,应该改变小车的质量
C. 在探究加速度a与拉力F的关系时,为了直观判断二者间的关系,应作出a-1/F图象
D. 当小车的质量远大于托盘和砝码的总质量时,可以近似认为细线对小车的拉力大小等于托盘和砝码的总重力大小
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