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如图11所示,把一个质量m=1 kg的物体通过两根等长的细绳与竖直杆上AB两个固定点相连接,绳ab长都是1 m,杆AB长度是1.6 m,直杆和球旋转的角速度等于多少时,b绳上才有张力?

解析:如图所示,ab两绳都伸直时,已知ab绳长均为1 m,即      

=1 m,=0.8 m

在△AOD中,cosθ=0.8

sinθ=0.6,θ=37°

小球做圆周运动的轨道半径

r·sinθ=1×0.6 m=0.6 m.

b绳被拉直但无张力时,小球所受的重力mga绳拉力FTa的合力F为向心力,其受力分析如图所示,由图可知小球的向心力为

Fmgtanθ

根据牛顿第二定律得

Fmgtanθmr·ω2

解得直杆和球的角速度为

ω rad/s≈3.5 rad/s.

当直杆和球的角速度ω>3.5 rad/s时,b中才有张力.

答案:ω>3.5 rad/s

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,每个光电门都是由激光发射和接收装置组成。当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如图11所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上间距为L的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出)。可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。

(1)在某次测量中,用游标卡尺测量窄片K的宽度,游标卡尺如图12所示,则窄片K的宽度d=       m(已知L>>d),光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=4.0×10-2s,t2=2.0×10-2s;

(2)用米尺测量两光电门的间距为L=0.40m,则小车的加速度大小a=           m/s2;

(3)该实验中,为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力,就必须平衡小车受到的摩擦力,正确的做法是__________;

(4)某位同学通过测量,把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F,作出a-F图线。如图13中的实线所示。试分析:图线不通过坐标原点O的原因是                         ;曲线上部弯曲的原因是                  ;为了既能改变拉力F,又保证a-F图象是直线,可以进行这样的操作                                        。

 

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科目:高中物理 来源:2011届北京市海淀区高三第二学期查漏补缺物理试题B 题型:实验题

像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,每个光电门都是由激光发射和接收装置组成。当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如图11所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上间距为L的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出)。可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。



(1)在某次测量中,用游标卡尺测量窄片K的宽度,游标卡尺如图12所示,则窄片K的宽度d=        m(已知L>>d),光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=4.0×10-2s,t2=2.0×10-2s;

(2)用米尺测量两光电门的间距为L=0.40m,则小车的加速度大小a=            m/s2;
(3)该实验中,为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力,就必须平衡小车受到的摩擦力,正确的做法是__________;
(4)某位同学通过测量,把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F,作出a-F图线。如图13中的实线所示。试分析:图线不通过坐标原点O的原因是                         ;曲线上部弯曲的原因是                   ;为了既能改变拉力F,又保证a-F图象是直线,可以进行这样的操作                                        。

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年北京市海淀区高三第二学期查漏补缺物理试题B 题型:实验题

像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,每个光电门都是由激光发射和接收装置组成。当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如图11所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上间距为L的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出)。可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2。

(1)在某次测量中,用游标卡尺测量窄片K的宽度,游标卡尺如图12所示,则窄片K的宽度d=        m(已知L>>d),光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=4.0×10-2s,t2=2.0×10-2s;

(2)用米尺测量两光电门的间距为L=0.40m,则小车的加速度大小a=            m/s2;

(3)该实验中,为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力,就必须平衡小车受到的摩擦力,正确的做法是__________;

(4)某位同学通过测量,把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F,作出a-F图线。如图13中的实线所示。试分析:图线不通过坐标原点O的原因是                          ;曲线上部弯曲的原因是                   ;为了既能改变拉力F,又保证a-F图象是直线,可以进行这样的操作                                         。

 

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科目:高中物理 来源: 题型:

像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,每个光电门都是由激光发射和接收装置组成。当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间。现利用如图11所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上间距为L的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出)。可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1t2

(1)在某次测量中,用游标卡尺测量窄片K的宽度,游标卡尺如图12所示,则窄片K的宽度d=    m(已知L>>d),光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=4.0×10-2s,t2=2.0×10-2s;

(2)用米尺测量两光电门的间距为L=0.40m,则小车的加速度大小a=      m/s2

(3)该实验中,为了把砂和砂桶拉车的力当作小车受的合外力,就必须平衡小车受到的摩擦力,正确的做法是__________;

(4)某位同学通过测量,把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F,作出a-F图线。如图13中的实线所示。试分析:图线不通过坐标原点O的原因是             ;曲线上部弯曲的原因是          ;为了既能改变拉力F,又保证a-F图象是直线,可以进行这样的操作                   

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