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【题目】如图所示,长度为L=1.0m的绳,系一小球在竖直面内做圆周运动,小球的质量为M=5kg,小球半径不计,小球在通过最低点的速度大小为v=20m/s,试求:

(1)小球在最低点所受绳的拉力
(2)小球在最低的向心加速度.

【答案】
(1)解:小球在最低点时,由牛顿第二定律得:

T﹣Mg=M

得:T=M(g+ )=5×(9.8+ )N=2049N

答:小球在最低点所受绳的拉力是2049N.


(2)解:小球在最低的向心加速度为 a= = =400m/s2

答:小球在最低的向心加速度是400m/s2


【解析】(1) 匀速圆周运动合外力提供向心力,注意向心力不是具体性质力受力分析时没有向心力,进行正确受力分析后可解。
(2) 根据牛顿第二定律,向心力除以质量就是向心加速度。
【考点精析】本题主要考查了向心力的相关知识点,需要掌握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.

练习册系列答案
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【题目】控制汽车油耗是减少排放二氧化碳的主要手段之一,各国相继出台在不久的将来禁售燃油车的相关政策,而大力研发电动汽车。一电动汽车装备了具有全力自动刹车功能的城市安全系统,当车速v≤10m/s、且与前方静止的障碍物之间的距离接近安全距离时,如果司机未采取制动措施,系统就会立即启动全力自动刹车,使电动汽车避免与障碍物相撞。在上述条件下,若某一电动汽车以10m/s的速度在一条平直公路上行驶,启动了全力自动刹车后其加速度大小为4m/s2,则从开始经1s3s过程中,汽车的位移之比为( )

A. 13 B. 23 C. 16 D. 1625

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【题目】某探究学习小组的同学要验证牛顿第二定律,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接,另一端跨过定滑轮挂上砝码盘,实验时,调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出)。

(1)该实验中小车所受的合力________(填等于不等于)力传感器的示数,该实验________(填需要不需要)满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量;

(2)通过实验可以获得以下测量数据:小车、传感器和挡光板的总质量M,挡光板的宽度d,光电门12的中心距离为s.若某次实验过程中测得力传感器的读数为F,小车通过光电门12的挡光时间分别为t1t2(小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则该实验要验证的表达式是F=________

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【题目】如图所示,在一半径为R的圆形区域内有垂直纸面方向的匀强磁场,O为圆形区域的圆心,AC是该圆的水平直径。一重力不计的带电粒子从A点沿与ACθ=30°角的方向射入磁场区域,刚好能从C点射出磁场,粒子在磁场中运动的时间为t.现让该粒子从A点正对圆心射入磁场,但速度减为原来的一半,则该粒子在磁场中运动的时间为(  )

A. B. C. D.

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【题目】如图甲所示,一长直导线沿南北方向水平放置,在导线下方有一静止的灵敏小磁针。现在导线中通以图甲所示的恒定电流,测得小磁针偏离南北方向的角度θ的正切值tanθ与小磁针离开导线的距离之间的关系如图乙所示。若该处地磁场的水平分量为B0,则下列判断中正确的是(  )

A. 通电后,小磁针的N极向纸里偏转

B. 通电后,小磁针静止时N极所指的方向即为电流在小磁针处产生的磁场方向

C. 电流在x0处产生的磁场的磁感应强度大小为B0

D. x0处合磁场的磁感应强度大小为2B0

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【题目】在学校开展的课外实践活动中,某物理兴趣小组欲利用所学的知识来测量一电动自行车蓄电池的电动势(约为30~36V)和内阻(左右)。

(1)该实验小组利用一个量程为15V的直流电压表V1(内阻Rg约为10kΩ)接一个电位器R0(可变电阻),改装成量程为45V的电压表V2.现有两个电位器:

A.电位器(阻值范围0~9999Ω)

B.电位器(阻值范围0~99999Ω)

则应选_____(填“A”“B”)电位器进行改装。

(2)该实验小组利用如图甲所示的实验电路来进行改装,请完成第步的填空:

将电位器的阻值调到零;

调节滑动变阻器,使电压表V1的示数为9V;

保持滑动变阻器阻值不变,调节电位器,使电压表V1的读数变为_____V;

不再改变电位器阻值,保持电压表和电位器的连接,撤去其他电路,即可得到量程为45V的电压表V2(虚线框内所示)。

(3)该小组将改装后的电压表V2(电压表的表盘没变)按照图乙所示的实验电路连接后,测量电池的电动势和内阻(图中滑动变阻器R的最大阻值为50Ω,电流表的量程为3A,内阻忽略不计),其实验步骤如下:

将滑动变阻器R的阻值调到最大,闭合开关S;

多次调节滑动变阻器R的阻值,记下多组电流表A的示数1和电压表V 的示数U;

U为纵坐标、I为横坐标,作出U﹣I图线(用直线拟合);

根据U﹣I图线求出该蓄电池的电动势和内阻。

回答下列问题:

分别用Er表示该蓄电池的电动势和内阻,则U I的关系式为U=_____(用E、rI表示);

若根据测得数据作出的U﹣I图象如图丙所示,则该蓄电池的电动势为_____V,内阻为_____Ω。

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【题目】如图所示,a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度v0同时水平抛出,已知半圆轨道的半径与斜面竖直高度相等,斜面底边长是其竖直高度的2倍,若小球a能落到半圆轨道上,小球b能落到斜面上,则下列说法不正确的是

A. a球可能先落在半圆轨道上

B. b球可能先落在斜面上

C. 两球可能同时落在半圆轨道上和斜面上

D. a球可能垂直落在半圆轨道上

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【题目】如图所示,斜面体放在墙角附近,一个光滑小球位于斜面体和竖直墙中间,若在小球上施加竖直向下的力F,小球处于静止,如果稍微增大F,小球和斜曲体仍静止,下列关于斜面体对水平地面的压力和静摩擦力大小的说法中正确的是( )

A. 压力随F的增大而增大

B. 压力保持不变

C. 静摩擦力随F的增大而增大

D. 静摩擦力保持不变

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【题目】如图所示的实验装置中,极板B接地,平行板电容器的A极板与一个灵敏的静电计相接.将B极板向左移动,增大电容器两极板间的距离时,电容器所带的电量Q、电容C、两极间的电压U、电容器两极板间的场强E、静电计指针张角θ的变化情况正确的是( )

A.Q不变,C变小,U变大,E不变,θ变大
B.Q变小,C变小,C不变,E不变,θ不变
C.Q不变,C变小,C变大,E变小,θ变大
D.Q变小,C不变,C不变,E变小,θ不变

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