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如图12所示,小车上有固定支架,一可视为质点的小球用轻质细绳拴挂在支架上的O点处,且可绕O点在竖直平面内做圆周运动,线长为L.现使小车与小球一起以速度v0沿水平方向向左匀速运动,当小车突然碰到矮墙后,车立即停止运动,此后小球上升的最大高度可能是(  )?

图12

BCD?


解析:

若小球动能全部转化为重力势能,小球上升的最大高度h0有:mgh0=mv02,即h0=由于小球可绕O点在竖直平面内做圆周运动,其能否做完整的圆周运动,由小球在最低点获得的水平速度v0决定:如果小球在最低点的水平速度足够大时,小球就能完成整个圆周运动(能过最高点);否则小球不能达到最高点.设小球能绕O点做完整的圆周运动,其过最高点时的速度为v,则有mg若恰好过最高点时,绳无拉力,小球做圆周运动的向心力由重力提供,即有mg=小球在做圆周运动过程中,机械能守恒有:mg2L=mv02-mv2,解以上各式得h所以,若v0时,小球达到最高点的速度v其上升的最大高度h=2L<v<时,小球不能达到最高点,其动能全部转化为重力势能,上升的最大高度h=h0=

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,某同学使用了如图1所示的装置,计时器打点频率为50Hz.
(1)该同学得到一条纸带,在纸带上取连续的六个点,如图1所示,自A点起,相邻两点间的距离分别为10.0mm、12.0mm、14.0mm、16.0mm、18.0mm,则打E点时小车的速度为vE=
0.85
0.85
m/s,小车的加速度为a=
5.0
5.0
m/s2.(结果保留两位有效数字)

(2)该同学要探究小车的加速度a、质量M和拉力F的关系,在探究加速度a 和质量M的关系时应该保持
拉力F
拉力F
不变;在探究加速度a和拉力F的关系,应该保持
小车质量M
小车质量M
不变.
(3)实验中,以下做法正确的是:
B
B

A.平衡摩擦力时,应将重物用细绳通过定滑轮系在小车上
B.每次改变小车质量时,不需要重新平衡摩擦力
C.实验时,先放开小车,后接通电源
D.“重物的质量远小于小车的质量”这一条件如不满足,对探究过程也不会产生影响
(4)该同学通过数据的处理作出了a-F图象,如图2所示,则图中的直线不过原点的原因是
平衡摩擦力过度
平衡摩擦力过度

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?江苏一模)“物体所受的合力减小,物体的运动速度就一定减小吗?”某同学设计了如图甲所示的实验装置研究这一问题:先调节斜面倾角,使小车不受拉力时可近似做匀速运动,然后将一根橡皮筋一端固定,另一端系在小车上,将小车拉到靠近打点计时器的位置.启动打点计时器并从静止起释放小车,得到如图乙所示的纸带.打点计时器的打点周期为T,纸带上各点为连续打出的点,纸带上某点P与其相邻点间距离分别为
x
 
1
x
 
2


(1)该同学用
x
 
1
+
x
 
2
2T
来计算打点P时小车速度的大小,可以这样计算的理由是:
当时间很短时,可以用平均速度去代替瞬时速度
当时间很短时,可以用平均速度去代替瞬时速度
.这样计算得到的结果与真实值相比
偏小
偏小
(填“偏大”或“偏小”).
(2)从纸带上选取若干点进行测量和计算,得出这些点对应的速度v和时刻t,如下表:
时刻t/s 0 0.12 0.18 0.24 0.30 0.36 0.42 0.50 0.60
速度v/(m?s-1) 0 0.50 0.70 0.86 0.94 0.98 0.98 0.98 0.98
请根据实验数据作出小车的v-t图象.

(3)通过对实验结果的分析,可以得到实验结论:
物体所受合力减小,物体运动的速度不一定减小.
物体所受合力减小,物体运动的速度不一定减小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

 (2013·陕西质检)如图12所示,一辆小车静止在水平面上,在小车上放一个质量m=8 kg的物体,它被一根水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上,这时弹簧的弹力为6 N。现沿水平向右的方向对小车施以作用力,使小车由静止开始运动起来,运动中加速度由零逐渐增大到 1 m/s2,随即以1 m/s2的加速度做匀加速直线运动。以下说法正确的是(  )

A.物体受到的摩擦力一直减小

B.当小车加速度大小为0.75 m/s2时,物体不受摩擦力作用

C.物体与小车始终保持相对静止,弹簧对物体的作用力始终没有发生变化

D.小车以1 m/s2的加速度做匀加速直线运动时,物体受到的摩擦力为8 N

图12

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科目:高中物理 来源:2013届浙江省上杭一中高三下学期第一次月考物理试卷(带解析) 题型:实验题

(18分。6+12=18)
(1)某同学设计了如图所示的装置来验证“加速度与力的关系”.把打点计时器固定在长木板上,把纸带穿过打点计时器连在小车的左端.将数字测力计固定在小车上,小车放在长木板上.在数字测力计的右侧拴有一细线,细线跨过固定在木板边缘的定滑轮与一重物相连,在重物的牵引下,小车在木板上加速运动,数字测力计可以直接显示细线拉力的大小.

①采用数显测力计测量细线拉力与用重物重力代替拉力的方法相比     (填选项前的字母)
A.可以不用平衡摩擦力
B.直接测量小车(包括测力计)所受的拉力, 可以减少误差
C.利用此实验装置不用测量重物的质量
D.重物的质量要远远小于小车和数显测力计的总质量
②下图是某同学在此实验中获得的一条纸带,其中两相邻计数点间有四个点未画出.已知打点计时器使用的交流电源的频率为50HZ,则小车运动的加速度a=_______m/s2.

③保持小车和数字测力计的总质量一定,改变钩码的质量,测出相应的加速度.采用图象法处理数据.请同学们根据测量数据做出a—F图象.
 
(2).实验桌上有下列仪器

A.待测电源(电动势约3V,内阻约7Ω);
B.直流电流表(量程0~0.6~3A,0.6A挡的内阻约0.5Ω,3A挡的内阻约0.1Ω;)
C.直流电压表(量程0~3~15V,3V挡的内阻约5kΩ,15V挡内阻约25kΩ);
D.滑动变阻器(阻值范围为0~15Ω,允许最大电流为1A);
E.滑动变阻器(阻值范围为0~1000Ω,允许最大电流为0.2A);
F.开关、导线若干;
G.小灯泡“4V  0.4A”。
请你解答下列问题:
①利用给出的器材测量电源的电动势和内阻,要求测量有尽可能高的精度且便于调节,应选择的滑动变阻器是________(填代号)。
②请将图甲中的实物连接成实验电路图;
③某同学根据测得的数据,作出U-I图象如图乙中图线a所示,由此可知电源的电动势E=_______V,内阻r=_________Ω;
④若要利用给出的器材通过实验描绘出小灯泡的伏安特性曲线,要求测量多组实验数据,并画出实验原理电路图;
⑤将(4)步中得到的数据在同一U-I坐标系内描点作图,得到如图乙所示的图线b,如果将此小灯泡与上述电源组成闭合回路,此时小灯泡的实际功率为____________W。

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