分析 (1)由静止释放小球,细绳的拉力不做功,根据动能定理列式可求得小球摆到最低点D时的速度大小;在最低点D,由重力和细绳拉力的合力提供小球的向心力,根据牛顿第二定律求解细绳的拉力大小.
(2)当细绳的拉力达到最大值135N时,点B离O最远,在最低点,由牛顿第二定律和向心力公式求B离O点的最大距离.小球刚好能过最高点C时,由重力提供向心力,由牛顿第二定律和动能定理结合求解点B离O是最近的距离,从而得到钉子B离O点的可能距离范围.
解答 解:(1)从A至D,应用动能定理,得:
mgL=$\frac{1}{2}m{v}_{D}^{2}$-0
变形得:vD=$\sqrt{2gL}$=$\sqrt{2×10×1}$=2$\sqrt{5}$m/s
由圆周运动的规律及牛顿第二定律,有:
T-mg=m$\frac{{v}_{D}^{2}}{L}$
代入数据,运算得:T=30N
(2)①当T为135N时,点B离O最远,设为S1,在最低点,由牛顿第二定律有:
T-mg=m$\frac{{v}_{D}^{2}}{L-{S}_{1}}$
代入数值计算得:S1=0.84m
②设点B离O是最近的距离为S2,此时小球刚好能过最高点C.
在C点有,由牛顿第二定律有:mg=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{L-{S}_{2}}$
从D到C,应用动能定理有:
-mg•2(L-S2)=$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{D}^{2}$
由以上两式得:S2=0.6m
因此,B离O点的距离可能为0.6m至0.84m.
答:(1)小球摆到最低点D时,小球速度是2$\sqrt{5}$m/s,细绳的拉力是30N.
(2)B离O点的距离可能为0.6m至0.84m.
点评 本题中要注意细绳碰到钉子前后转动半径的变化,再由向心力公式分析绳子上的拉力.小球摆到最低点虽与钉子相碰,但没有能量的损失.要抓住圆周运动最高点的临界条件:重力等于向心力.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 安培通过实验发现了通电导线对磁体有作用力,首次揭示了电与磁的联系 | |
B. | 奥斯特认为安培力是带电粒子所受磁场力的宏观表现,并提出了著名的洛伦兹力公式 | |
C. | 库仑在前人工作的基础上通过实验研究确认了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力遵循的规律--库仑定律 | |
D. | 洛伦兹不仅提出了电场的概念,而且采用了画电场线这个简洁的方法描述电场 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 初速相等、质量越大的微粒落在屏上的位置越偏下 | |
B. | 质量相等、初速越大的微粒落在屏上的位置越偏下 | |
C. | 空中飞行时间为$\sqrt{\frac{2h}{g}}$的微粒打在AB屏中点 | |
D. | 当L=2$\sqrt{2}$h时,打在屏A、B两点的质量相等的微粒动能相等 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 摆线应该选择尽量细一些的、伸缩性小一些的,并且要尽量长一些 | |
B. | 为了减小周期测量的误差,应该在小球摆至最高点时开始计时 | |
C. | 在最大摆角较小且稳定振动的情况下测量N次全振动的时间t,则周期的测量值为$\frac{t}{N}$ | |
D. | 若错用绳长加上小球直径当做摆长L,则根据g=$\frac{4{p}^{2}L}{{T}^{2}}$(T为周期)计算得到的重力加速度测量值将大于真实值 | |
E. | 若把摆球质量增加一倍,则测出的周期T变小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 两质点一定同时由静止开始运动 | B. | 两质点一定从同一位置出发 | ||
C. | t2秒末两质点相遇 | D. | 0~t2秒时间内B质点一定领先A质点 |
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