一细杆与水桶相连,水桶中装有水,水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动,如图所示,水的质量m=0.5kg,水的重心到转轴的距离l=50cm。
⑴若在最高点水不流出来,求桶的最小速率;
⑵若在最高点水桶的速率v=3m/s,求水对桶底的压力。(g=10 m/s2)
解析:分别以水桶和桶中的水为研究对象,对它们进行受力分析,找出它们做圆周运动所需向心力的来源,根据牛顿运动定律建立方程即解。
⑴以水桶中的水为研究对象,在最高点恰好不流出来,说明水
的重力恰好提供其做圆周运动所需的向心力,此时桶的速率最小。
此时有:
mg=m
则所求的最小速率为:v0==2.24m/s
⑵在最高点,水所受重力mg的方向竖直向下,此时水具有向下的向心加速度,处于失重状态,其向心加速度的大小由桶底对水的压力和水的重力决定。
由向心力公式F=m可知,当v增大时,物体做圆周运动所需的向心力也随之增大,由于v=3m/s>v0=2.24m/s,因此,当水桶在最高点时,水所受重力已不足以水做圆周运动所需的向心力,此时桶底对水有一向下的压力,设为FN,则由牛顿第二定律有:
FN+mg=m
∴FN=m-mg
代入数据可得FN=4N。
⑴桶的最小速率为2.24m/s;⑵水对桶底的压力为4N。
科目:高中物理 来源: 题型:
匀强磁场的磁感应强度B,边长的正方形线圈共匝,线圈总电阻为,线圈绕垂直于磁感线的轴以如图所示的角速度匀速转动,外电路电阻为R.
(1)从图示位置开始计时,写出转动过程中线圈所产生感应电动势随时间的变化关系式.
(2)将一交流电压表接在R两端,电压表示数为多少?
(3)外电路中电阻为R的功率为多少?
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科目:高中物理 来源: 题型:
下列说法正确的是:( )
A. 做匀速圆周运动的物体处于平衡状态 B. 做匀速圆周运动的物体所受的合外力是恒力
C. 做匀速圆周运动的物体的速度恒定 D. 做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定
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科目:高中物理 来源: 题型:
小河宽为d,河水中各点水流速度与各点到较近河岸边的距离成正比,v水=kx,k=,x是各点到河岸的距离。小船船头垂直于河岸渡河,小船划水速度为v0,则正确的是( )
A.小船渡河时的轨迹是直线
B.小船到达距河岸处,船的渡河速度为v0
C.小船渡河时的轨迹是曲线
D.小船到达距河岸处,船的渡河速度为v0
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科目:高中物理 来源: 题型:
一根内壁光滑无限长绝缘直管与两等量电荷连线的中垂线重合,管与电荷位于绝缘水平面上,如上图所示。管上有AOB三点,其中O点为等量电荷连线中点,且AO=OB,现将一带正电的小球,从管中A点由静止释放,若带电小球能在A、B之间做往复运动,则下列说法正确的是 ( )
A.两电荷带的是等量异种电荷 B.两电荷带的是等量负电荷
C.小球的加速度先变大再变小 D.小球在O点的电势能为0
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科目:高中物理 来源: 题型:
用如图实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒。m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点,对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。下图给出的是实验中获取的一条纸带:0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离如图所示。已知m1=100g、m2=300g,则(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)
⑴若图中用的是电火花打点计时器,则应使用
A.4~6V直流电源和复写纸 B.4~6V交流电源和墨粉纸盘
C.220V直流电源和复写纸 D.220V交流电源和墨粉纸盘
⑵在打点0~5过程中系统动能的增加量ΔEk= J,系统势能的减小量ΔEp= J;
⑶若某同学作出-h图象如图,可求出当地的重力加速度g= m/s2。
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科目:高中物理 来源: 题型:
一个物体置于光滑的水平面上,受到6N水平拉力作用从静止出发,经2s,速度增加到24m/s。(g取10m/s2)求:(1)物体的质量是多大?(4分)
(2)若改用同样大小的力竖直向上提升这个物体,它的加速度多大?(5分)
(3)物体在这个竖直向上的力的作用下速度由零增大到4m/s的过程中,物体上升的高度多大?(5分)
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科目:高中物理 来源:2015-2016学年海南省高二上期期末考试物理卷(解析版) 题型:计算题
如图所示,一个交流发电机线圈共50匝,,,总电阻,它在的匀强磁场中从磁通量最大位置开始以的转速匀速转动,外电路接有的电阻,当线圈转过周期时,求:
(1)线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值;
(2)经过周期时外电阻R上产生的焦耳热Q;
(3)经过周期这段时间内通过外电阻R的电荷量。
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