如图所示,在水平固定的光滑平板上,有一质量为M的质点P,与穿过中央小孔H的轻绳一端连着.平板与小孔是光滑的,用手拉着绳子下端,使质点做半径为a、角速度为的匀速圆周运动.若绳子突然放松至某一长度b而拉紧,质点就能在以b为半径的圆周上做匀速圆周运动.求∶(1)质点由半径a到b所需的时间;(2)质点在半径为b的圆周上运动的角速度.
(1) ;.(1) 质点在半径为a的圆周上以角速度做匀速圆周运动,其线速度为.突然松绳后,向心力消失,质点沿切线方向飞出.以做匀速直线运动,直到线被拉直.如图所示,质点做匀速直线运动的位移为,则质点半径a到b所需的时间为.(2) 当绳子刚被拉直时,球的速度为,把这一速度分解为垂直于绳的速度和沿绳的速度.在绳绷紧的过程减为零,质点就以沿着半径为b的圆周做匀速圆周运动.根据相似三角形得,即.则质点沿半径为 b的圆周做匀速运动的角速度为.绳子松开后质点沿切线方向飞出,沿光滑平板做匀速直线运动.绳子绷紧过程中沿绳的速度减为零,垂直于绳的速度不变,根据本题的物理情景画好示意图是解题的关键. |
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科目:高中物理 来源:2012届黑龙江省大庆铁人中学高二下学期期末考试物理试卷(带解析) 题型:计算题
(8分)如图所示,在水平固定的筒形绝热气缸中,用绝热的活塞封闭一部分气体,活塞与气缸之间无摩擦且不漏气。外界大气压强恒为p0,气体温度为27 ℃时,活塞与汽缸底相距45 cm。用一个电阻丝R给气体加热,活塞将会缓慢移动,使气缸内气体温度升高到77 ℃.求:
(1)活塞移动了多少距离?
(2)请分析说明,升温后单位时间内气体分子对器壁单位面积的碰撞次数如何变化?
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