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3.如图所示,行车的钢丝长L=2m,下面吊着质量为m=2.0×103kg的货物,以速度v=2m/s匀速行驶,g=10m/s2,求当行车遇障碍物突然停止时钢丝绳受到的拉力是多少?

分析 行车突然停车的瞬间,货物由于惯性,绕行车做圆周运动,在最低点时,重力和拉力的合力提供向心力.根据牛顿第二定律求解.

解答 解:由题意知,行车突然停车的瞬间,货物开始做圆周运动,其所受合力提供向心力,得:
F-mg=m$\frac{{v}_{m}^{2}}{r}$
则得 F=m(g+$\frac{{v}_{m}^{2}}{r}$)
代入数据得:F=2.4×104 N;
答:当行车遇障碍物突然停止时钢丝绳受到的拉力是2.4×104 N.

点评 本题关键要分析求出货物的运动情况,然后根据拉力与重力的合力提供向心力,列出牛顿第二定律列式求解.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题

13.“探究功与速度变化的关系”的实验装置如图1所示,当小车在一条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W;当用2条、3条、4条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W、3W、4W…每次实验中小车获得的最大速度可由打点计时器所打出的纸带测出.

(1)关于该实验,下列说法正确的是CD.
A.打点计时器可以用干电池供电
B.实验仪器安装时,可以不平衡摩擦力
C.每次实验小车必须从同一位置由静止弹出
D.利用每次测出的小车最大速度vm和橡皮筋做的功W,依次作出W-vm、W-vm2、W-vm3,W2-vm、W3-vm…的图象,得出合力做功与物体速度变化的关系.
(2)如图2所示,给出了某次实验打出的纸带,从中截取了测量小车最大速度所用的一段纸带,测得A、B、C、D、E相邻两点间的距离分别为AB=1.48cm,BC=1.60cm,CD=1.62cm,DE=1.62cm;已知相邻两点打点时间间隔为0.02s,则小车获得的最大速度vm=0.81m/s.(结果保留两位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

14.为了培育优良品种,科学家们将植物种子放到宇宙飞船中,运载到太空轨道上去做实验.那么,这些植物的种子在太空轨道上和宇宙飞船一起绕地球运行时(  )
A.处于完全失重状态B.处于平衡状态
C.处于超重状态D.处于静止状态

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

11.下列说法中正确的是(  )
A.次声波比人耳能听见的声波更容易发生衍射
B.红光由空气进入水中,波长变长、颜色不变
C.根据麦克斯韦的电磁场理论,变化的电场周围一定能产生电磁波
D.真空中的光速在不同惯性参考系中是不同的

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

18.一个电热器,先后通过图甲和图乙所示的电流最大值相等的方波交变电流和正弦式交变电流,则(  )
A.两种情况电热器的电功率之比为1:1
B.两种情况电热器的电功率之比为2:1
C.两种情况电热器的电功率之比为4:1
D.两种情况电热器的电功率之比为$\sqrt{2}$:1

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科目:高中物理 来源: 题型:多选题

8.如图是某次发射载人宇宙飞船的过程中,现将飞船发射到圆形轨道Ⅰ上,然后在P点变轨到椭圆轨道Ⅱ上.下列说法正确的是(  )
A.飞船在轨道Ⅰ上经过P点的速度一定大于第一宇宙速度
B.飞船在轨道Ⅱ上经过Q点的速度一定小于第一宇宙速度
C.飞船在轨道Ⅱ上从P点到Q点和从Q点到P点的过程中,宇航员都处于完全失重状态
D.飞船从地球向上加速发射和减速返回地球的过程中,宇航员都处于超重状态

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科目:高中物理 来源: 题型:选择题

15.以下关于物理思维方法的说法正确的是(  )
A.牛顿认为力的真正效果是改变物体的速度,也是使物体运动的根本原因
B.物理学中,运动合成、力的分解、交流电热功率的计算法所共同体现的物理思维方法是等效替代法
C.伽利略在著名的斜面实验中,让小球分别沿倾角不同、阻力很小的斜面从静止开始滚下,他通过实验观察和逻辑推理,得出位移与时间是成正比的
D.安培发现两根相互靠近的电流会相互发生力的作用,因此他最早提出电流周围存在磁场

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

12.ETC是电子不停车收费系统的简称.因为受检测器读写速度限制,车辆进入ETC通过后车速应控制在20km/h以内,每个ETC通道进口也都设有限速标志,车速过快就会导致系统来不及反应而发生事故.汽车分别通过ETC通道和人工收费通道的流程如图所示.假设汽车以正常行驶速度v1=72km/h朝收费站沿直线行驶,如果过ETC通道,需要在收费站中心线前d=7.5m处正好匀减速至v2=18km/h,匀速通过中心线后,再匀加速至v1正常行驶;如果过人工收费通道,需要恰好在中心线处匀减速至零,经过t0=24.5s缴费成功后,再启动汽车匀加速至v1正常行驶,设汽车在减速和加速过程中的加速度大小分别为a1=2.5m/s2、a2=1m/s2.求:
(1)汽车过ETC通道时,从开始减速到恢复正常行驶过程中的位移大小;
(2)汽车通过ETC通道比通过人工收费通道速度再达到v1时节约的时间△t是多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

13.如图所示,一个质量为m、电阻不计,足够长的光滑U形金属框架MNPQ,位于光滑水平桌面上,分界线OO′分别与平行导轨MN和PQ垂直,两导轨相距L,在OO′的左右两侧存在着区域很大、方向分别为竖直向上和竖直向下的匀强磁场,磁感应强度的大小均为B,另有质量也为m的金属棒CD,垂直于MN放置在OO′左侧导轨上,并用一根细线系在定点A.已知,细线能承受的最大拉力为T0,CD棒接人导轨间的有效电阻为R,现从t=0时刻开始对U形框架施加水平向右的拉力F,使其从静止开始做加速度为a的匀加速直线运动.
(1)求从框架开始运动到细线断裂所需的时间t0
(2)若细线尚未断裂,求在t时刻水平拉力F的大小;
(3)若在细线断裂时,立即撤去拉力F,求此时线框的瞬时速度v0和此后过程中回路产生的总焦耳热Q.

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